Kubernetes基础

概览

Google基于Borg 开源的容器编排引擎，提供了面向应用的容器部署和管理系统。
CNCF(Cloud Native Computing Foundation)的核心组件，被誉为云时代的操作系统。
目前使用最广泛的容器编排方案，在容器编排、服务治理、DevOps等诸多领域有着深远影响。

Kubernetes作为容器编排引擎，简单来说就是负责容器的网络、存储、资源、权限、调度等全生命周期管理。其本质上是一些以容器形式存在的微服务组件，主要分为负责存储、调度、API等功能的管理面组件和用于网络处理、任务执行的客户端组件。

Kubernetes往往由多台节点组成集群，这些节点主要分为两类：

Master节点（常简称为Master）：主要用于部署Kubernetes管理面组件；
Worker节点(常简称为Node)：主要用于部署工作负载(需要运行的业务应用)。

TIP

Kubernetes的管理面组件只运行在Master节点上；
Kubernetes的客户端组件在每个节点上都会有一个实例；
工作负载可以运行在所有节点上，也可以通过配置使工作负载只运行在Worker节点上。

Kubernetes也可以部署在单台节点上(Minikube)，或者部署在单个容器里(Kind)。

架构概览

Kubernetes高可用集群整体架构

核心组件

Etcd: 集群数据的后台数据库，保存了整个集群的状态；
ApiServer: 提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制；
Controller Manager: 负责维护集群的资源和状态，比如资源管理、故障检测等；
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；
Kubelet: 负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume(CSI)和网络(CNI)的管理；
KubeProxy: 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡，使用EBPF网络时可以没有此组件；
CoreDNS: 负责为整个集群提供DNS服务；

常用插件

CRI: 容器运行时接口，负责容器的真正运行，常用Docker或Podman等；
CNI:容器网络接口，负责集群网络，默认使用Flannel，常用的还有Calico、Cilium/EBPF；
CSI: 容器存储接口，主要负责文件系统的容器挂载，常用LocalPath、NFS、Ceph等；
Ingress Controller: 为服务提供内部自定义域名和外网入口，常用Nginx等。