Kubernetes（簡稱K8s）的體系結構是一個複雜但高度組織化的系統，它包含多個不同的組成部分，這些部分協同工作以實現容器化應用程式的自動化部署、擴充套件和管理。以下是K8s體系結構的詳細組成部分：
1. 控制平面（Control Plane）
控制平面是K8s叢集的管理核心，負責整體的叢集管理和控制。它包含以下關鍵元件：
- API Server：
- 提供Kubernetes API介面，這是叢集內外與Kubernetes互動的主要方式。
- 接收來自使用者和其他元件的請求，如Pod的建立、刪除、查詢等，並將這些請求儲存到Etcd中。
- Etcd：
- 一個分散式的鍵值儲存系統，用於儲存叢集的配置資訊、後設資料和狀態資料。
- 它是K8s叢集的“大腦”，確保叢集狀態的一致性和可靠性。
- Controller Manager：
- 負責監控Etcd中的資源物件狀態，並根據定義的規則自動管理叢集中的各種控制器。
- 這些控制器包括副本集控制器、服務控制器、名稱空間控制器等，它們確保叢集中的資源物件符合預期的狀態。
- Scheduler：
- 負責根據定義的排程策略將容器（Pod）部署到合適的節點上。
- 它考慮節點資源的可用性和約束，以及Pod的資源需求和親和性等因素。
2. 節點（Node）
節點是Kubernetes叢集中的工作節點，負責執行容器。每個節點都包含以下元件：
- Kubelet：
- 每個節點上的主要“節點代理”，負責與控制平面通訊。
- 接收來自控制平面的指令，如建立、刪除Pod等，並管理節點的容器執行時。
- 容器執行時（Container Runtime）：
- 如Docker、containerd等，用於拉取容器映象並啟動容器。
- 它為容器提供執行時環境，包括檔案系統、網路、程序等。
- Kube-Proxy：
- 負責維護節點上的網路規則，實現服務發現和負載均衡。
- 它透過iptables或IPVS等機制轉發流量到相應的Pod。
3. 核心物件
- Pod：
- K8s中的最小部署單元，包含一個或多個緊密耦合的容器。
- Pod是K8s管理的基本單元，它提供了容器執行所需的資源和環境。
- Service：
- K8s中用於將容器暴露給叢集外部的抽象概念。
- 它透過定義Service資源物件來實現負載均衡和服務發現，使得叢集內外的元件可以方便地訪問Pod提供的服務。
- Volume：
- K8s透過卷（Volume）機制來實現容器的永續性儲存。
- 卷可以由Pod使用，並可以透過不同的儲存外掛來實現不同的儲存後端，如本地磁碟、網路儲存和雲端儲存等。
4. 其他元件和概念
- Namespace：
- K8s提供的多租戶功能，用於區分不同的專案、團隊或使用者。
- 透過Namespace可以實現資源的隔離和許可權管理。
- 標籤（Labels）和選擇器（Selectors）：
- 標籤用於為資源物件新增後設資料，選擇器用於根據標籤選擇資源物件。
- 它們提供了靈活的資源管理和查詢機制。
- 網路外掛：
- 如CNI（Container Network Interface）外掛，用於實現K8s叢集的網路功能。
- 這些外掛可以支援不同的網路模型和技術，如Flannel、Calico等。
- 儲存外掛：
- 如CSI（Container Storage Interface）外掛，用於實現K8s叢集的儲存功能。
- 這些外掛可以支援不同的儲存後端和協議，如Ceph、NFS等。
綜上所述，K8s的體系結構由控制平面、節點、核心物件以及其他元件和概念組成。這些部分協同工作，共同實現了容器化應用程式的自動化部署、擴充套件和管理。