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news 2025/8/22 4:09:16

单页网站的区别,百度下载电脑版,一个外国人做的破解游戏网站,wordpress照片模糊一、概览 Kubernetes 提供了一个抽象层，是用户可以在屋里或虚拟环境中部署容器化应用，提供以容器为中心的基础架构。 Kubernetes的控制平面和工作节点都有什么组建？ 分别有什么作用？ 1.1 Kubernetes控制平面和工作节点的组件及…

一、概览

Kubernetes 提供了一个抽象层，是用户可以在屋里或虚拟环境中部署容器化应用，提供以容器为中心的基础架构。

Kubernetes的控制平面和工作节点都有什么组建？分别有什么作用？

1.1 Kubernetes控制平面和工作节点的组件及其作用

控制平面组件

控制平面组件负责管理集群的全局决策（如调度），以及检测和响应集群事件。

kube-apiserver
- Kubernetes API的前端，所有组件通信的枢纽
- 公开了Kubernetes API，使内部和外部组件可以与集群交互
- 设计为水平扩展（可运行多个实例）
etcd
- 一致且高可用的键值存储
- 存储所有集群数据（如配置、状态等）
- 作为Kubernetes的"真相来源"
kube-scheduler
- 监视新创建的、未分配节点的Pod
- 根据资源需求、亲和性/反亲和性、污点/容忍等选择最佳节点
- 决定Pod放置在哪个节点上运行
kube-controller-manager
- 运行多个控制器进程，例如：
  - 节点控制器：管理节点状态
  - 副本控制器：维护正确数量的Pod副本
  - 端点控制器：连接Service与Pod
  - 服务账户和令牌控制器：创建默认账户和API访问令牌
cloud-controller-manager（可选）
- 嵌入特定云平台逻辑的控制器
- 允许Kubernetes代码与云提供商代码分离
- 包含节点控制器、路由控制器、服务控制器等

工作节点组件

工作节点组件在每个节点上运行，维护运行中的Pod并提供Kubernetes运行环境。

kubelet
- 在每个节点上运行的主要"节点代理"
- 确保容器按照PodSpec的描述运行
- 管理由Kubernetes创建的容器的生命周期
- 通过API服务器注册节点并报告节点和Pod状态
kube-proxy
- 维护节点上的网络规则
- 允许从集群内部或外部与Pod通信
- 实现Kubernetes Service概念
- 处理虚拟IP地址到Pod IP的转发，支持负载均衡
容器运行时
- 负责运行容器的软件
- Kubernetes支持多种运行时，如：
  - containerd
  - CRI-O
  - Docker Engine
  - 其他符合CRI (Container Runtime Interface) 的实现

此外，集群中通常还会部署一些附加组件（如CoreDNS用于DNS服务、Dashboard用于Web界面等），这些组件增强了集群的功能性。

1.2 目录结构

正在收集工作区信息# Kubernetes目录结构概述

从提供的工作区信息中，可以看到Kubernetes项目的主要目录结构如下：

顶层目录

api/ - 包含API规范和OpenAPI文档
build/ - 构建脚本和工具
cluster/ - 集群部署脚本
cmd/ - 可执行命令入口点
docs/ - 项目文档
hack/ - 开发辅助脚本
pkg/ - 核心代码库
plugin/ - 插件代码
staging/ - 分阶段发布的独立仓库
test/ - 测试代码和工具
third_party/ - 第三方代码
vendor/ - 依赖库

重要的子目录

staging/

这是特别重要的目录，包含已分离成独立仓库的代码包。这些代码最终会作为独立的 k8s.io/ 仓库发布，例如：

k8s.io/api
k8s.io/apimachinery
k8s.io/client-go
k8s.io/kubectl
等20多个子项目

kubectl 目录

从提供的信息中可以看到 kubectl 相关代码位于 staging/src/k8s.io/kubectl 目录中，包含对资源进行描述的 describe 包。

OpenAPI 规范

api/openapi-spec 目录包含 Kubernetes API 的 OpenAPI 规范，定义了 x-kubernetes-group-version-kind 和 x-kubernetes-action 等扩展。

构建系统

Kubernetes 提供了两种环境构建方式：

本地 Go 环境
Docker 容器环境（推荐，提供一致的构建环境）

构建产物输出到 _output/ 目录，主要包括二进制文件和Docker镜像。

总结

Kubernetes 代码库是一个大型项目，使用模块化结构组织代码。核心功能被分解到不同的子模块中，这些子模块最终会发布为独立的仓库，便于其他项目引用。构建系统提供了一致的环境来编译和测试代码。

Kubernetes 层次架构

1. 物理架构层

控制平面（Control Plane）

API Server: 所有组件的通信中枢
etcd: 分布式键值存储
Controller Manager: 控制器管理
Scheduler: 调度决策

工作节点（Worker Nodes）

Kubelet: 节点代理
Container Runtime: 容器运行时
Kube-proxy: 网络代理

2. 逻辑架构层

基础抽象层

Node: 计算节点抽象
Container: 容器抽象
Pod: 最小部署单元

控制器抽象层

ReplicaSet: 副本控制
Deployment: 部署控制
StatefulSet: 有状态应用
DaemonSet: 守护进程集
Job/CronJob: 任务控制

应用配置层

ConfigMap: 配置管理
Secret: 敏感信息
Volume: 存储卷

服务访问层

Service: 服务发现和负载均衡
Ingress: 外部访问入口

3. 接口层

API 层级

/api/v1 (核心API组)
/apis/apps/v1 (命名API组)
/apis/batch/v1
/apis/networking.k8s.io/v1

扩展接口

CRD: 自定义资源定义
Admission Webhooks: 准入控制
API Aggregation: API聚合层

4. 功能层

集群管理

节点管理
资源配额
命名空间隔离

应用管理

部署管理
配置管理
状态管理

网络管理

Pod网络
Service网络
集群网络策略

存储管理

持久化存储
临时存储
存储类

5. 安全层

认证

X.509 证书
Bearer Token
Service Account

授权

RBAC
ABAC
Node/Webhook

准入控制

ValidatingWebhook
MutatingWebhook

这种分层架构使得 Kubernetes:

高度模块化
易于扩展
解耦合度高
职责划分清晰
维护性好

每一层都专注于特定的功能，通过标准接口相互协作，共同构建了一个完整的容器编排平台。

构建过程

二、 Kubernetes 核心数据结构

2.1 Kubernetes API 的层次结构

Kubernetes API 采用了分层的设计架构，主要分为以下几个层次：

1. API Groups（API 组）

API Groups 是相关 API 的集合，便于扩展和演进。主要分为两类：

核心组（Core Group）：也称为 Legacy Group
- 路径：/api/v1
- 包含：Pod、Service、Node 等核心对象
命名组（Named Groups）：
- 路径：/apis/$GROUP_NAME/$VERSION
- 例如：
  - apps/v1 (Deployments, StatefulSets)
  - batch/v1 (Jobs, CronJobs)
  - networking.k8s.io/v1 (Ingress)

2. API 版本（Versions）

每个 API Group 可以存在多个版本：

/apis/apps/v1      # 稳定版
/apis/apps/v1beta1 # 测试版
/apis/apps/v1alpha1 # 实验版

版本命名规则：

alpha: 不稳定，可能有重大变化
beta: 相对稳定，可能有小的变化
GA/stable: 稳定版本，向后兼容

3. API 资源（Resources）

每个 API Group 和 Version 下包含多个资源类型：

/apis/apps/v1/deployments
/apis/apps/v1/statefulsets
/apis/apps/v1/daemonsets

4. API 对象结构

所有 API 对象都遵循相同的结构：

apiVersion: GROUP/VERSION  # 如 apps/v1
kind: RESOURCE_TYPE       # 如 Deployment
metadata:                 # 元数据name: my-deploymentnamespace: default
spec:                    # 规约...
status:                  # 状态...

5. 常见 API Groups

核心组 (/api/v1)
- Pod
- Service
- ConfigMap
- Secret
- Namespace
- Node
apps (/apis/apps/v1)
- Deployment
- StatefulSet
- DaemonSet
- ReplicaSet
batch (/apis/batch/v1)
- Job
- CronJob
networking.k8s.io (/apis/networking.k8s.io/v1)
- Ingress
- NetworkPolicy
rbac.authorization.k8s.io (/apis/rbac.authorization.k8s.io/v1)
- Role
- RoleBinding
- ClusterRole
- ClusterRoleBinding

6. API 扩展机制

Kubernetes 提供了两种扩展 API 的机制：

CustomResourceDefinitions (CRDs)
- 允许用户定义自己的资源类型
- 无需修改 Kubernetes 源码
API Aggregation
- 允许在集群中运行自定义 API 服务器
- 更灵活但实现更复杂

这种分层结构使得 Kubernetes API：

易于扩展
支持版本控制
便于管理不同成熟度的功能
提供清晰的组织结构

Kubernetes 常用对象及其分组

1. 核心组 (Core Group - v1)

位于 /api/v1 路径下

# 基础对象
- Pod          # 最小部署单元
- Service      # 服务发现和负载均衡
- ConfigMap    # 配置管理
- Secret       # 敏感信息
- Namespace    # 命名空间
- Node         # 节点
- PersistentVolume      # 持久卷
- PersistentVolumeClaim # 持久卷声明

2. apps 组 (/apis/apps/v1)

用于管理应用部署和扩展

# 工作负载对象
- Deployment    # 无状态应用部署
- StatefulSet  # 有状态应用部署
- DaemonSet    # 守护进程集
- ReplicaSet   # 副本集控制

3. batch 组 (/apis/batch/v1)

用于批处理和定时任务

# 任务相关对象
- Job          # 一次性任务
- CronJob      # 定时任务

4. networking.k8s.io 组 (/apis/networking.k8s.io/v1)

网络相关资源

# 网络对象
- Ingress           # 入口控制器
- NetworkPolicy     # 网络策略
- IngressClass      # Ingress类别

5. rbac.authorization.k8s.io 组 (/apis/rbac.authorization.k8s.io/v1)

角色基于访问控制

# 权限控制对象
- Role              # 角色
- RoleBinding       # 角色绑定
- ClusterRole       # 集群角色
- ClusterRoleBinding # 集群角色绑定

6. storage.k8s.io 组 (/apis/storage.k8s.io/v1)

存储相关资源

# 存储对象
- StorageClass      # 存储类
- VolumeAttachment  # 卷附加

7. autoscaling 组 (/apis/autoscaling/v2)

自动扩缩容

# 扩缩容对象
- HorizontalPodAutoscaler  # 水平Pod自动扩缩容
- VerticalPodAutoscaler    # 垂直Pod自动扩缩容

8. policy 组 (/apis/policy/v1)

策略相关

# 策略对象
- PodDisruptionBudget  # Pod中断预算

示例用法

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deployment
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.14.2

常见使用模式

基础部署
- Deployment + Service + ConfigMap
- StatefulSet + Service + PVC
- DaemonSet + ConfigMap
网络访问
- Service + Ingress
- NetworkPolicy
权限控制
- ServiceAccount + Role + RoleBinding
- ClusterRole + ClusterRoleBinding
存储方案
- PV + PVC + StorageClass