Docker - Kubernetes 架构

Docker - Kubernetes 架构介绍

Kubernetes（通常简写为 K8s）是一个强大的开源系统，用于自动化容器化应用的部署、扩缩和管理。虽然 Docker 提供了容器运行时，但 Kubernetes 可以在机器集群中编排这些容器。

可以将 Docker 看作是构建标准化集装箱（您的应用镜像），而 Kubernetes 则是全球航运物流系统（大规模管理这些集装箱在哪里以及如何运行）。

高层架构

Kubernetes 集群由两种主要类型的组件组成：

• 控制平面 (Control Plane, 曾称作 Master Node)： 管理整个集群状态。它对集群做出全局决策（例如，调度应用）并检测和响应集群事件。
• 工作节点 (Worker Nodes, 曾称作 Minions)： 这些是实际运行您的容器化应用的机器（VM 或物理服务器）。

控制平面组件通常运行在专用机器上，而工作节点则托管应用负载。

控制平面组件：

• kube-apiserver： Kubernetes 控制平面的前端。它暴露 Kubernetes API，用户、管理工具和其他集群组件都通过此 API 进行交互。
• etcd： 一个一致且高可用的键值存储，用作 Kubernetes 所有集群数据（状态、配置等）的后备存储。
• kube-scheduler： 监控新创建的、尚未分配节点的 Pods（Kubernetes 中最小的可部署单元，通常包含一个或多个容器），并根据资源需求、策略等为其选择一个运行节点。
• kube-controller-manager： 运行控制器进程，这些进程调节集群的状态。示例包括 Node 控制器（处理节点故障）、Replication 控制器（维护正确数量的 Pods）等。
• cloud-controller-manager (可选)： 与底层云提供商的 API 进行交互（例如，用于管理负载均衡器或存储）。

工作节点组件：

• kubelet： 运行在每个工作节点上的代理。它确保 PodSpecs（由 API 服务器提供）中描述的容器正在运行且健康。
• kube-proxy： 运行在每个节点上的网络代理，维护网络规则并启用从集群内部或外部的网络会话到 Pods 的网络通信。
• 容器运行时 (Container Runtime)： 负责运行容器的软件。Docker 是一个流行的选择，但 Kubernetes 也支持其他运行时，如 containerd 和 CRI-O。

关键 Kubernetes 概念 (简要介绍)

• Pods： 最小的可部署单元，代表集群中运行进程的单一实例。Pods 包含一个或多个容器（如 Docker 容器），这些容器共享存储和网络资源。
• Services (服务)： 一种抽象方式，用于将运行在一组 Pods 上的应用暴露为网络服务。为访问 Pods 提供稳定的 IP 地址和 DNS 名称。
• Deployments (部署)： 一种声明式方式，用于管理 Pods 和 ReplicaSets（确保指定数量的 Pod 副本正在运行）。处理滚动更新和回滚。
• Namespaces (命名空间)： 提供一种在多个用户或团队之间划分集群资源的方式。

Kubernetes 编排这些组件，为运行通过 Docker 镜像定义的容器化应用提供了弹性、可伸缩的平台。