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Kubernetes集群架构
Kubernetes是一个分布式系统,基于以Etcd为核心的分布式存储解决方案。它包含Node代理kubelet和Master组件,提供API、调度等功能。
Kubernetes的组件设计分为几个关键部分,每个部分负责不同的职责。
Etcd:保存集群状态,支持增删改查操作,并通过 watcher机制实现实时状态同步,保证集群高效运转。
API Server:提供Kubernetes资源操作的唯一入口,支持认证、授权、访问控制以及API注册发现等功能,所有操作都通过REST API接口完成。
Controller Manager:维护集群状态,执行故障检测、自动扩展、滚动更新等核心职能,确保集群稳定和高效运行。
Scheduler:负责Pod的调度,通过预定策略将Pod分配到最合适的节点实现资源优化配置。
Kubelet:运行在每个Node节点,管理Pod和容器的生命周期,处理镜像、体积(Volume)和网络(Network Interface)相关事务。
Kube-proxy:提供服务发现和负载均衡功能,确保集群内服务间通信效率。
9 Container Runtime (CRI):实现容器镜像管理和运行环境,协调Pod和容器的实际运行。
此外,Kubernetes还配备多种扩展组件:
Kube-dns:为整个集群提供DNS服务,支持域名解析。
Ingress Controller:管理外网入口,提供服务访问入口。
Heapster:提供集群资源监控功能。
Kubernetes Dashboard:提供集群管理界面,方便用户操作和监控。
这些组件构建了一个完整的容器集群管理平台,支持自动缩放、自愈维护等高级功能。
Kubernetes采用分层架构,各层之间具有清晰的职责划分:
核心层:实现Kubernetes的基本功能,为外部提供标准化API,便于插件扩展。
应用层:
管理层:处理系统度量、自动化和策略管理。
接口层:
生态系统:
以下是几个关键组件的详细说明:
每个Kubernetes节点运行Docker,同时接收调度客户端的Pod请求,通过kubelet管理Pod及其内的容器状态。Kubelet作为每个节点的负责人,确保镜像下载、容器运行及资源管理正常。
控制面板功能分散,但采用高可用策略,确保集群状态的持续可用性。各部分协同工作,提供全局集群视图,支持故障排查和集群自愈。
此外,可视化工具(如Kubernetes-dashboard)将控制面板信息展示为直观界面,便于操作人员管理和观察集群状态。
作为核心控制器,Replication Controller通过Division API确保每个Pod的副本数量符合预定配置。这个机制可以扩展为通用插件,支持多种部署模式。
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