K8S工作原理詳解(圖文全面總結)
K8S
Kubernetes（簡稱 K8S）是一個用于管理容器化應用的平臺，由“ Google” 開發并于 2014 年開源。
K8S 能夠幫助開發者、和運維人員，自動化應用的部署、擴展、和管理，適用于構建云原生應用。
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K8S ，能自動將容器化應用，分配到合適的節點（服務器）上，通過自動調度來確保資源合理分配，最大化資源利用率。
K8S 適合，管理由多個小服務組成的微服務架構，提供自動擴展、自愈、和負載均衡，保證服務的高可用性、和彈性伸縮..等場景。
K8S工作原理
K8S 是一個分布式系統，主要由 Master 節點(主節點)、和Node節點（工作節點）**組成：
如下圖所示：
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Master 節點負責：整個集群的管理、和調度，而 Node 節點則負責運行應用容器，這是K8S的大致分工。
Master 節點
Master，負責管理整個集群的控制、和調度，決定哪些應用實例部署在 Node 上。
Master，主要包含以下組件：
API Server
APIServer，負責：接收用戶的請求，并將請求轉化為操作指令交由后端的其他組件執行。
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API Server 是集群的入口，所有對 K8S 的操作，如：資源創建、修改、刪除...等，都是通過 HTTP 請求與 API Server 交互的。
所有組件都通過 API Server 通信，確保系統的統一性、和安全性，有點類似“微服務網關”的角色。
etcd
etcd，是分布式鍵值存儲數據庫，用于保存集群狀態信息。
API Server 是 K8S 集群的“控制中心”，與 etcd 進行交互以保存、和檢索集群的配置信息、和狀態數據。
etcd，會存儲：配置信息、Pod 狀態、Service 配置...等，所有的配置信息都存儲在 etcd 中。
etcd 使用 Raft 協議保證數據一致性，確保即使在集群部分節點失效時，etcd 中的數據依然是可靠的。
Scheduler
調度器，負責：將新創建的 Pod 分配到合適的 Node 節點上。
Scheduler 根據資源使用情況，比如：（CPU、內存等）、拓撲信息（網絡、節點可用性...等等），以及調度策略進行選擇。
Controller Manager
Controller Manager ，是 K8S 中的控制器執行者，負責：管理各種控制器。
例如：副本控制器、節點控制器、服務控制器...等，如下圖所示：
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Controller Manager，負責：管理集群的控制循環，包括：節點狀態監控、Pod 副本數量維護、處理故障節點。。。等。
Controller Manager ，通過循環檢查集群的當前狀態，并與期望狀態進行比較。
如果存在不一致的地方，控制器會啟動相應的操作以糾正實際狀態。
比如：ReplicaSet 控制器會確保在任何時刻，Pod 的副本數都、與用戶定義的副本數一致。
Node 節點
Node節點，也稱為工作節點，負責運行具體的容器化應用，接受 Master 的任務調度。
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K8S的工作流程，大致如下：
- 創建和提交資源定義：用戶通過 YAML 文件或 kubectl 命令，提交 Deployment 、或 Pod 等資源定義到 API Server；
- API Server 處理請求：API Server 驗證請求，并將資源定義保存到 etcd，確保資源定義的持久性；
- 調度和部署：檢測到新創建的 Pod，并通過資源調度策略選擇合適的 Node 節點；
- 監控與維護：Controller Manager 持續監控集群狀態，出現異常時自動重啟、或重新調度。
這些組件共同合作，確保 K8S 集群的資源管理、調度、監控和自愈功能順利運行。
