Ralph的Kubernetes进阶之旅：集群架构与对象解析

Kubernetes 集群架构概述

Kubernetes（简称K8s）是一个开源平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。其架构由Master节点和多个Node节点组成，通过API服务器进行交互，确保整个集群的高效运行。

核心对象详解

Pod： Pod是Kubernetes中最小的可部署单元，可以包含一个或多个容器。这些容器共享存储、网络资源，并在同一台主机上运行。Pod的设计使得容器之间的协作更加紧密，简化了应用的部署和管理。

Service： Service是一种抽象层，定义了一组Pod的逻辑集合及其访问策略。它为Pod集合提供了一个稳定的访问入口，分配一个集群内部IP地址，并通过负载均衡将请求转发到后端Pod中的容器。Service通过标签选择器（Label Selector）来识别和管理相关Pod。

Volume： Volume是数据卷，允许Pod中的容器共享持久化数据。这在需要跨容器共享文件或状态的应用场景中非常有用。

Namespace： Namespace用于将集群资源逻辑上划分为不同的项目或用户组，实现多租户管理和资源隔离。每个Namespace相当于一个虚拟集群，支持独立的配置和权限控制。

Label： Label是键值对标签，用于标识和分类Kubernetes对象（如Pod、Service）。通过标签可以灵活地进行对象的选择和批量操作。

高层次抽象对象

ReplicaSet： ReplicaSet确保指定数量的Pod副本始终可用，提供了声明式更新功能。相比于旧版的ReplicationController，ReplicaSet支持更灵活的标签选择器。

Deployment： Deployment是更高层次的API对象，管理ReplicaSet和Pod，提供声明式更新等功能。官方建议使用Deployment来管理Pod的生命周期，而不是直接操作ReplicaSet。

StatefulSet： StatefulSet适用于有状态应用，提供有序的部署、扩展、删除和滚动更新。每个实例拥有唯一的网络标识符和持久化存储。

DaemonSet： DaemonSet确保每个节点上运行一个特定的Pod。当新节点加入集群时，DaemonSet会自动调度Pod到该节点；当节点离开集群时，对应的Pod会被删除。

Job： Job用于执行一次性任务，任务完成后Pod会被销毁，不再重启。此外，还可以配置定时任务。

主要组件解析

Kubernetes集群由多个关键组件构成，确保系统的稳定性和高效性。

Master组件

• kube-apiserver： 作为集群的管理接口，接收和处理所有资源请求/调用操作。


• etcd： etcd是Kubernetes的默认存储系统，保存所有集群元数据。为了提高可用性，通常建议部署三个或更多的etcd实例。


• kube-controller-manager： 管理集群中的控制器，负责处理常规后台任务，确保集群状态符合预期。


• kube-scheduler： 调度器，根据资源需求和节点状态为Pod选择合适的节点。

Node组件

• kubelet： Node上的代理，负责与Master节点通信，管理本地容器的生命周期。


• kube-proxy： 实现Pod网络代理，维护网络规则并提供四层负载均衡功能。