Kubernetes - 集群架构与组件
# 相关组件
# 控制面板组件（Master）
# kube-apiserver
API 服务器是 Kubernetes 控制平面 (opens new window) 的组件， 该组件负责公开了 Kubernetes API，负责处理接受请求的工作。 API 服务器是 Kubernetes 控制平面的前端。
Kubernetes API 服务器的主要实现是 kube-apiserver (opens new window)。 kube-apiserver 设计上考虑了水平扩缩，也就是说，它可通过部署多个实例来进行扩缩。你可以运行 kube-apiserver 的多个实例，并在这些实例之间平衡流量。
# kube-controller-manager
kube-controller-manager (opens new window) 是 控制平面 (opens new window) 的组件， 负责运行 控制器 (opens new window) 进程。
从逻辑上讲， 每个 控制器 (opens new window) 都是一个单独的进程， 但是为了降低复杂性，它们都被编译到同一个可执行文件，并在同一个进程中运行。
这些控制器包括：
- 节点控制器（Node Controller）：负责在节点出现故障时进行通知和响应
- 任务控制器（Job Controller）：监测代表一次性任务的 Job 对象，然后创建 Pods 来运行这些任务直至完成
- 端点分片控制器（EndpointSlice controller）：填充端点分片（EndpointSlice）对象（以提供 Service 和 Pod 之间的链接）
- 服务账号控制器（ServiceAccount controller）：为新的命名空间创建默认的服务账号（ServiceAccount）
# cloud-controller-manager
嵌入了特定于云平台的控制逻辑。 云控制器管理器（Cloud Controller Manager）允许你将你的集群连接到云提供商的 API 之上， 并将与该云平台交互的组件同与你的集群交互的组件分离开来。
cloud-controller-manager 仅运行特定于云平台的控制器。 因此如果你在自己的环境中运行 Kubernetes，或者在本地计算机中运行学习环境， 所部署的集群不需要有云控制器管理器。
与 kube-controller-manager 类似，cloud-controller-manager 将若干逻辑上独立的控制回路组合到同一个可执行文件中， 供你以同一进程的方式运行。 你可以对其执行水平扩容（运行不止一个副本）以提升性能或者增强容错能力。
# kube-scheduler
scheduler 负责资源的调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上。
# etcd
一致且高度可用的键值存储，用作 Kubernetes 的所有集群数据的后台数据库。
如果你的 Kubernetes 集群使用 etcd 作为其后台数据库， 请确保你针对这些数据有一份 备份 (opens new window) 计划。
你可以在官方 文档 (opens new window) 中找到有关 etcd 的深入知识。
早期数据存放在内存，现在已经是持久化存储的了。
# 节点组件
# kubelet
kubelet 负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CVI）和网络（CNI）的管理。
# kube-proxy
kube-proxy 负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡。
# container runtime
Container runtime 负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行（CRI）。
Kubernetes 支持许多容器运行环境，例如 containerd (opens new window)、 CRI-O (opens new window) 以及 Kubernetes CRI (容器运行环境接口) (opens new window) 的其他任何实现。
# 附加组件
# kube-dns
kube-dns 负责为整个集群提供 DNS 服务。
# Ingress Controller
Ingress Controller 为服务提供外网入口。
# Prometheus
Prometheus 提供资源监控。
# Dashboard
Dashboard 提供 GUI。
# Federation
Federation 提供跨可用区的集群。
# Fluentd-elasticsearch
Fluentd-elasticsearch 提供集群日志采集、存储与查询。
# 分层架构
# 生态系统
在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴：
- Kubernetes 外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS 应用、ChatOps 等
- Kubernetes 内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等
# 接口层
kubectl 命令行工具、客户端 SDK 以及集群联邦。
# 管理层
系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态 Provision 等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy 等）。
# 应用层
部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS 解析等）。
# 核心层
Kubernetes 最核心的功能，对外提供 API 构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境。