Kubernetes原理深度解析：万字图文全总结!

摘要：Kubernetes是云原生的核心，也是云技术的王者，掌握好Kubernetes极其重要，下面我就深度来解析Kubernetes@mikechen

Kubernetes是云原生的核心，也是云技术的王者，掌握好Kubernetes极其重要，下面我就深度来解析Kubernetes@mikechen

本文作者：mikechen

文章来源：mikechen.cc

Kubernetes

Kubernetes（简称 K8s），是一个开源的容器编排平台，主要由“Google“研发。

Kubernetes（K8s），作为一款强大的容器编排引擎，在现代云原生应用开发中扮演着至关重要的角色。

Kubernetes 可以自动化地管理容器的部署、和运行，简化容器生命周期管理。

Kubernetes 支持高可扩展性、和弹性，能根据负载动态调整集群的资源、和容器数量。

并且，Kubernetes 提供了自动化的部署、和版本控制...等等功能，能够简化应用的持续交付和更新。

Kubernetes原理

Kubernetes 架构的基本结构，主要由两部分构成：Master 节点、和 Node 节点。

如下图所示：

这两部分各自承担不同的角色和职责，共同协作完成集群的管理、调度、和执行任务。

Kubernetes master主节点

Kubernetes API Server

API Server ：是集群的控制中心，所有操作都通过它进行。

API Server，作为集群的控制中心，提供RESTful API供用户、和工具与集群进行交互。

RESTful 接口

提供了一套标准的 RESTful API，允许用户、和工具，通过 HTTP 请求来管理集群中的各种资源（如： Pod、Deployment、Service ...等）。

认证与授权

负责对请求进行认证和授权，确保只有授权的用户、或服务，才能对集群进行操作。

用户、或工具，通过 Kubernetes 客户端（如 kubectl）向 API Server 发起请求。API Server 验证请求是否合法，并与 etcd 中的数据进行交互，更新集群状态。根据请求类型，API Server 将控制任务传递给： Controller Manager、或 Scheduler ...等组件。

Controller Manager

Controller Manager 是 Kubernetes 控制平面的一个重要组件，负责维护集群的状态，以及集群中的各类控制循环（Controller）。

Controller Manager 包含：多个控制器，每个控制器负责监控一种特定的资源。

比如：

Deployment Controller： 确保 Deployment 定义的 Pod 副本数量保持一致。ReplicaSet Controller： 确保 ReplicaSet 定义的 Pod 副本数量保持一致。Node Controller： 监控节点的状态，处理节点故障。Service Controller： 创建和更新 Service 的实现。

Controller Manager ，会定期检查集群中的对象（如：Pod、Deployment... 等），并与预期的状态进行比对。

如果实际状态与期望状态不符，控制器会通过 API Server 发出请求，调整集群资源以使其回到预期状态。

Scheduler

Scheduler，是集群的“调度员”，负责将新建的 Pod 调度到合适的 Node 节点上。

Scheduler 根据一系列的调度策略（如：资源利用率、节点亲和性、节点污点...等），来选择最合适的节点。

etcd

etcd 是 Kubernetes 的分布式键值存储系统，负责：存储、和保存集群的所有重要数据。

它是集群的可靠数据源，所有关于集群状态的变化（例如： Pod 的创建、更新、删除...等），都会被记录到 etcd 中。