Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，用于自动化计算机容器化应用程序的部署、扩展和管理。以下是对 Kubernetes 架构的基本概述。

核心组件

Kubernetes 的架构主要由以下核心组件构成：

  • API Server：Kubernetes API 服务器是 Kubernetes 的前端，它接收客户端的请求并处理这些请求，将它们转换为对 Kubernetes 内部组件的操作。
  • Controller Manager：Controller Manager 运行各种控制器，如节点控制器、副本控制器、服务控制器等，负责确保集群状态与期望状态一致。
  • Scheduler：Scheduler 负责将 Pod 调度到集群中的节点上，确保 Pod 在资源充足的节点上运行。
  • etcd：etcd 是一个键值存储系统，用于存储所有集群配置信息，如 Pod、Service 等配置。

工作负载管理

Kubernetes 的工作负载管理主要涉及以下概念：

  • Pod：Pod 是 Kubernetes 中的最小工作单元，一个 Pod 可以包含一个或多个容器。
  • Replication Controller：Replication Controller 确保指定的 Pod 副本数量始终运行。
  • Deployment：Deployment 提供声明式更新，可以管理任何类型的 Pod 和 ReplicaSet。
  • Service：Service 为 Pod 提供稳定的访问点，允许集群内部的 Pod 和外部客户端进行通信。

资源管理

Kubernetes 提供了丰富的资源管理功能，包括：

  • CPU 和内存限制：为每个 Pod 设置 CPU 和内存的使用限制。
  • 内存和 CPU 预留：为每个 Pod 设置内存和 CPU 的预留量。
  • 资源配额：为命名空间设置资源使用限制。

高可用性

Kubernetes 支持高可用性，确保集群的稳定运行：

  • 主节点选举：在集群中选举一个主节点，负责管理其他节点。
  • 副本控制器：确保所有关键组件（如 API 服务器、etcd）的副本数量始终为指定数量。

安全性

Kubernetes 提供了一系列安全特性，包括：

  • 命名空间：将集群划分为多个命名空间，用于隔离资源。
  • 角色和权限：通过 RBAC（基于角色的访问控制）机制，控制用户对资源的访问权限。

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Kubernetes Architecture