面试题整理10----k8s集群架构是什么

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排平台，旨在自动化应用的部署、扩展和管理。它的架构设计旨在提供高可用性、可扩展性和自动化运维能力。以下是Kubernetes集群的主要架构组件和概念：

1. 集群组件

• Master Node（控制平面）：

  • API Server：提供Kubernetes API的入口，处理所有REST API请求，并与etcd进行交互。
  • etcd：一个分布式键值存储，用于保存集群的所有数据，如配置和状态信息。
  • Controller Manager：负责运行各种控制器以维护集群的期望状态。
  • Scheduler：负责根据资源需求和约束条件，将Pod调度到合适的工作节点上。

• Worker Node（工作节点）：

  • Kubelet：每个节点的代理，负责管理节点上的Pod生命周期，确保容器在其上正常运行。
  • Kube-proxy：维护网络规则，管理集群内部的Pod通信和负载均衡。
  • Container Runtime：实际负责运行容器的组件，如Docker、containerd等。

2. 核心概念

• Pod：Kubernetes中的最小部署单元，一个Pod通常包含一个或多个容器，它们共享网络命名空间和存储卷。
• Service：为一组Pod提供持久的网络访问接口，即使Pod的IP地址变化，服务的IP和DNS名称仍然稳定。
• Namespace：用于在一个集群中隔离资源，不同的命名空间之间的资源相互独立。

3. 工作原理

• 节点状态报告：每个Node上的kubelet定期向kube-apiserver上报节点状态，kube-apiserver将这些信息存储在etcd中。
• 服务发现和负载均衡：kube-proxy在每个Node上运行，实现TCP/UDP反向代理，为Pod提供稳定的网络服务。
• Pod调度：kube-scheduler根据节点的资源状态和调度策略，将Pod调度到最合适的节点上。
• 容器管理：kubelet接收到kube-apiserver的命令后，调用容器运行时创建和管理容器，确保Pod在节点上正常运行。
• 状态监控和故障恢复：kube-controller-manager持续监控集群中各种资源的状态，一旦发现异常情况，便采取相应的措施进行恢复。

4. 架构设计原则

• 可扩展性：Kubernetes采用模块化设计，允许通过添加新组件和插件来扩展功能。
• 高可用性：通过控制平面的多实例部署和etcd的分布式存储，确保系统的高可用性。
• 自动化：Kubernetes提供自动部署、自动扩展和自动修复等功能，简化了容器管理。

通过这种架构设计，Kubernetes能够高效地管理和调度容器化应用程序，确保应用程序的高可用性和可扩展性。