Kubernetes（K8s）的组成部分

Kubernetes（K8s）的组成部分

Kubernetes 主要由控制平面（Control Plane）组件和工作节点（Node）组件两大部分组成，以下是详细介绍：

控制平面组件

控制平面负责管理整个集群的全局决策，如资源调度、节点状态监控等。

• kube - apiserver
  • 作为 Kubernetes 控制平面的前端接口，提供了 RESTful API 服务，是所有组件通信的枢纽。其他组件通过与 kube - apiserver 进行交互来实现对集群的管理和操作。
  • 对客户端请求进行认证、授权和准入控制，确保只有合法的请求才能被处理。
• etcd
  • 一个高可用的键值存储系统，用于持久化存储 Kubernetes 集群的所有配置信息和状态数据，如节点信息、Pod 信息、Service 信息等。
  • 为整个集群提供数据一致性和可靠性保障，当 kube - apiserver 需要读取或更新集群状态时，会与 etcd 进行交互。
• kube - controller - manager
  • 由多个控制器组成，每个控制器负责不同的集群功能，如节点控制器（Node Controller）负责监控节点的状态，副本控制器（Replication Controller）负责维护 Pod 的副本数量。
  • 控制器通过 kube - apiserver 监听集群状态的变化，并根据预设的规则进行相应的调整，以确保集群状态始终符合预期。
• kube - scheduler
  • 负责将 Pod 调度到合适的工作节点上运行。它会根据节点的资源可用性、负载情况、亲和性规则等因素进行综合评估，选择最合适的节点。
  • 当有新的 Pod 创建请求时，kube - scheduler 会从 kube - apiserver 获取 Pod 的信息和节点的状态信息，然后进行调度决策，并将调度结果告知 kube - apiserver。

工作节点组件

工作节点是实际运行应用程序容器的地方，包含以下主要组件：

• kubelet
  • 作为节点上的代理，负责与控制平面通信，接收并执行 kube - apiserver 下发的任务，如创建、启动和停止 Pod 等。
  • 监控节点上 Pod 的运行状态，并将状态信息反馈给 kube - apiserver。同时，它还负责维护容器的生命周期，确保容器按照配置要求运行。
• kube - proxy
  • 在每个节点上运行，负责实现 Kubernetes 的服务网络功能，如负载均衡和服务发现。
  • 为每个 Service 创建相应的网络规则，将客户端的请求转发到后端的 Pod 上。通过维护 iptables 或 IPVS 规则，实现流量的转发和负载均衡。
• 容器运行时（Container Runtime）
  • 负责实际运行容器的软件，常见的容器运行时有 Docker、Containerd 等。
  • kubelet 通过容器运行时接口（CRI）与容器运行时进行交互，实现容器的创建、启动、停止和删除等操作。

Kubernetes 的基本原理

Kubernetes 的核心原理基于声明式 API 和控制器模式，主要工作流程如下：

1. 用户请求

用户通过 Kubernetes 客户端工具（如 kubectl）或其他 API 客户端向 kube - apiserver 发送创建、更新或删除资源的请求。请求中包含用户期望的集群状态，例如创建一个包含多个副本的 Deployment。

2. 数据存储

kube - apiserver 接收到请求后，会对请求进行认证、授权和准入控制，确保请求合法。然后将相关的配置信息和状态数据存储到 etcd 中，etcd 会保证数据的一致性和持久性。

3. 调度与执行

• 调度：kube - scheduler 会监听 kube - apiserver 中的新 Pod 创建请求，根据节点的资源状况和调度策略，为 Pod 选择一个合适的工作节点，并将调度结果更新到 kube - apiserver 中。
• 执行：kubelet 会定期从 kube - apiserver 获取分配到本节点的 Pod 信息，并与容器运行时进行交互，创建和启动相应的容器。同时，kubelet 会监控容器的运行状态，并将状态信息反馈给 kube - apiserver。

4. 控制器循环

kube - controller - manager 中的各个控制器会不断地从 kube - apiserver 中获取集群的当前状态，并与用户期望的状态进行对比。如果发现状态不一致，控制器会采取相应的措施来调整集群状态，使其符合用户的期望。例如，当某个 Pod 意外终止时，副本控制器会自动创建一个新的 Pod 来保证副本数量的一致性。

5. 服务网络

kube - proxy 在每个节点上运行，它会根据 kube - apiserver 中的 Service 信息创建相应的网络规则，实现服务的负载均衡和服务发现。当客户端访问 Service 时，请求会被 kube - proxy 转发到后端的 Pod 上。

 

如何查看Kubernetes集群的状态？

怎样为Kubernetes集群添加或删除节点？

解释一下Kubernetes中的Pod和Service。