前言

Kubernetes集群采用Master-Node架构，控制面板（Master）包含kube-apiserver（REST接口）、controller-manager（运行节点、任务等控制器）、cloud-controller-manager（云平台对接）、scheduler（Pod调度）和etcd（分布式KV存储）。节点组件负责运行容器，附加组件提供DNS、Ingress入口、监控（Prometheus）、Dashboard界面、Federation高可用及日志采集（Fluentd-elasticsearch）。分层架构从核心层（API与插件执行）、应用层（部署与路由）、管理层（度量、自动化、策略）、接口层到生态系统，共同构成完整、可扩展的容器编排体系。

一、集群架构

1.1 Borg架构图

1.2 K8s架构图

二、相关组件

2.1 控制面板组件（Master）

2.1.1 kube-apiserver

接口服务，基于 REST 风格开放 K8s 接口服务。

2.1.2 kube-controller-manager

kube-controller-manager 是控制平面组件，负责运行控制器进程。
从逻辑上讲，每个控制器都是一个独立的进程，但是为了降低复杂性，它们都被编译到同一个可执行文件，并在同一个进程中运行。
这些控制器包括：

• 节点控制器（Node Controller）：负责在节点出现故障时进行通知和响应。
• 任务控制器（Job Controller）：监测代表一次性任务的 Job

2.1.3 cloud-controller-manager

云控制器管理器：第三方云平台提供的控制器 API 对接管理功能。

2.1.4 kube-scheduler

调度器：负责将 Pod 基于一定算法，将其调用到更合适的节点（服务器）上

2.1.5 etcd

理解为 k8s 的数据库，键值类型存储的分布式数据库，提供了基于 Raft 算法实现自主的集群高可用

2.2 节点组件

2.3 附加组件

2.3.1 kube-dns

kube-dns 负责整个集群提供 DNS 服务

2.3.2 Ingress Controller

Ingress Controller 为服务提供外网入口

2.3.3 Prometheus

Prometheus 提供资源监控

2.3.4 Dashboard

Dashboard 提供 GUI

2.3.5 Federation

Federation 提供高可用的集群

2.3.6 Fluentd-elasticsearch

Fluentd-elasticsearch 提供集群日志采集、存储与查询

三、分层架构

• 生态系统
• 接口层
• 管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态 Provision 等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy 等）
• 应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS 解析等）
• 核心层：Kubernetes 最核心的功能，对外提供 API 构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境