Kubernetes 核心概念与架构解析

Kubernetes (K8S) 作为一个主流的容器编排系统，实现了容器化应用部署、扩展和管理的自动化。将深入探讨 Kubernetes 的核心概念和架构组成。

核心概念

• Pod: 作为 Kubernetes 中最小的部署单元，Pod 封装了一个或多个紧密关联的容器，这些容器共享网络、存储资源。pause 容器是 Pod 的基础，为其他容器提供共享的运行环境。
• Pod 管理方式: Kubernetes 提供自助式 Pod 和控制器管理 Pod 两种方式。用户可以直接创建自助式 Pod，而控制器如 Job、CronJob、DaemonSet、StatefulSet 则按照预设规则管理 Pod 的生命周期。
• Job & CronJob: Job 用于处理一次性或周期性的批处理任务，CronJob 则在特定时间点定期运行 Job。
• DaemonSet: 确保每个（或特定）节点上运行一个 Pod 副本，适用于运行守护进程的场景。
• StatefulSet: 为有状态服务提供稳定的持久化存储、网络标识、有序部署和缩容，适用于数据库等应用。
• HPA: 根据 CPU 利用率或自定义指标动态调整 Pod 数量。
• RC & RS & Deployment: RC 和 RS 负责维持指定数量的 Pod 副本，Deployment 则作为更高级的抽象，管理 RS 并支持滚动更新。

架构组件

• kubelet: 与容器运行时（如 Docker）交互，管理 Pod 生命周期。
• kube-proxy: 负责 Kubernetes 网络规则的处理。
• etcd: 分布式键值存储系统，存储 Kubernetes 集群状态信息。
• scheduler: 执行任务调度，将 Pod 分配到合适的节点。
• api-server: 提供 Kubernetes API 的统一入口。
• kubectl: Kubernetes 命令行工具，用于与集群交互。

生态系统

Kubernetes 拥有丰富的生态系统，包括用于日志分析的 ELK、监控的 Prometheus、跨集群管理的 Federation、负载均衡的 Ingress Controller、可视化界面的 Dashboard、服务发现的 CoreDNS 等。

Service

Service 为一组 Pod 提供稳定的访问入口，通过标签选择器找到对应的 Pod，实现服务发现和负载均衡。

总结

Kubernetes 为构建、管理和扩展微服务架构提供了强大的支持，其丰富的功能和灵活的架构使其成为容器编排领域的领先者。