【k8s理论】Kubernetes（简称 k8s）是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。它由 Google 开发并捐赠给 Cloud Native Computing Foundation（CNCF），如今已成为云原生领域的核心工具之一。本文将从基本概念、核心组件、工作原理等方面对 k8s 理论进行总结。
一、k8s 基本概念
| 概念 | 说明 |
| 容器 | 将应用及其依赖打包成一个独立的运行环境，便于部署和迁移。 |
| 集群 | 由多个节点（物理或虚拟机）组成的计算资源池，用于运行容器化应用。 |
| 节点 | 集群中的单个机器，可以是物理服务器或虚拟机。 |
| Master 节点 | 控制集群的核心组件，负责调度和管理。 |
| Worker 节点 | 运行容器的节点，由 kubelet 和 kube-proxy 等组件管理。 |
二、k8s 核心组件
| 组件 | 功能 |
| API Server | 提供 RESTful 接口，是集群的“入口”。 |
| etcd | 分布式键值存储，保存集群的所有状态信息。 |
| Scheduler | 负责将 Pod 分配到合适的 Node 上运行。 |
| Controller Manager | 管理各种控制器，确保集群状态与期望一致。 |
| kubelet | 运行在每个 Node 上，负责与 Master 通信并管理容器。 |
| kube-proxy | 实现网络规则，处理服务发现和负载均衡。 |
| kube-apiserver | 提供 API 接口，是集群的控制中心。 |
三、k8s 工作原理简述
1. 用户提交请求：通过 kubectl 或其他客户端向 API Server 发送指令。
2. API Server 处理请求：验证请求合法性，并将其写入 etcd。
3. Scheduler 分配 Pod：根据资源情况将 Pod 分配到合适的 Node。
4. kubelet 启动容器：在指定 Node 上创建并启动容器。
5. kube-proxy 配置网络：为服务配置网络规则，实现流量转发。
6. Controller Manager 监控状态：确保集群中所有资源按照预期运行。
四、k8s 的优势
| 优势 | 说明 |
| 自动化运维 | 自动部署、扩展和故障恢复，减少人工干预。 |
| 弹性伸缩 | 根据负载自动调整资源，提升系统稳定性。 |
| 高可用 | 支持多节点部署，避免单点故障。 |
| 灵活部署 | 支持多种应用类型，兼容主流开发框架。 |
五、常见术语解释
| 术语 | 解释 |
| Pod | 最小部署单元，包含一个或多个容器。 |
| Deployment | 定义应用的副本数和更新策略。 |
| Service | 定义访问方式，提供稳定的网络端点。 |
| Ingress | 提供外部访问集群内服务的 HTTP 路由。 |
| ConfigMap | 存储非敏感配置数据，供容器使用。 |
| Secret | 存储敏感信息，如密码、令牌等。 |
六、总结
Kubernetes 是现代云原生架构中不可或缺的一部分，它通过强大的编排能力，简化了容器化应用的管理与维护。理解其核心组件与工作原理，有助于更好地设计和部署高可用、可扩展的应用系统。对于开发者和运维人员来说，掌握 k8s 理论不仅是技术提升的关键，也是应对未来云计算趋势的基础。
