Kubernetes 核心组件解析
Kubernetes(K8S)的组件组成可以分为控制平面组件(Control Plane Components)和节点组件(Node Components),以及一些附加组件。以下是详细的组成说明:
1. 控制平面组件(Control Plane Components)
控制平面负责管理集群的状态,通常运行在主节点(Master Node)上,包含以下核心组件:
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API Server (kube-apiserver)
- 集群的中心管理组件,提供 RESTful API,供所有组件和用户交互。
- 负责接收、验证和处理请求,更新 etcd 中的对象状态。
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etcd
- 分布式键值存储,保存集群的所有状态数据(如配置、元数据等)。
- 高可用,通常部署为奇数节点(如 3 或 5 个)以保证一致性。
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调度器 (kube-scheduler)
- 负责将 Pod 调度到合适的节点,基于资源需求、策略、亲和性规则等。
- 监控未分配节点的 Pod,并选择最佳节点运行。
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控制器管理器 (kube-controller-manager)
- 运行多个控制器进程,维护集群期望状态(如副本集、部署等)。
- 包括节点控制器、复制控制器、端点控制器等。
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云控制器管理器 (cloud-controller-manager)(可选)
- 与云提供商交互,管理云相关的资源(如负载均衡器、存储卷等)。
- 仅在云环境中使用。
2. 节点组件(Node Components)
节点组件运行在每个工作节点(Worker Node)上,负责执行容器化工作负载。
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Kubelet
- 运行在每个节点上的代理,负责与 API Server 通信,确保 Pod 内的容器按预期运行。
- 监控 Pod 状态并报告给控制平面。
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Kube-proxy
- 运行在每个节点上,管理网络规则,实现服务发现和负载均衡。
- 支持多种模式(如 iptables、IPVS)来转发流量到 Pod。
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容器运行时 (Container Runtime)
- 负责运行容器,支持的运行时包括 containerd、CRI-O、Docker(早期)等。
- 与 Kubelet 交互,执行容器生命周期管理。
3. 附加组件(Add-ons)
这些组件为 Kubernetes 集群提供额外功能,通常通过 Pod 部署:
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DNS (CoreDNS)
- 提供集群内部的 DNS 服务,解析服务名称到 IP 地址。
- 所有 Kubernetes 集群都推荐部署。
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仪表板 (Kubernetes Dashboard)
- 可选的 Web UI,用于可视化管理集群资源。
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监控工具
- 如 Prometheus、Grafana,用于监控集群性能和资源使用情况。
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日志收集工具
- 如 Fluentd、ElasticSearch,用于收集和分析容器日志。
4. 其他概念
- Pod
- Kubernetes 的最小调度单元,通常包含一个或多个容器。
- Service
- 定义一组 Pod 的逻辑集合,提供稳定的访问入口。
- Ingress
- 管理外部对集群内服务的 HTTP/HTTPS 访问。
- ConfigMap/Secret
- 用于存储配置和敏感数据,供 Pod 使用。
总结
Kubernetes 由控制平面(API Server、etcd、调度器、控制器管理器)和节点组件(Kubelet、Kube-proxy、容器运行时)组成,配合附加组件(如 DNS、监控工具)实现容器编排和管理。每个组件各司其职,共同维护集群的高可用性、扩展性和自动化。