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k8s主要由以下核心组件组成:
Etcd 保存了整个集群的状态;
Apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制;
Controller Manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等，
🔹 Node Controller 👉 监控节点状态，宕机时自动剔除！
🔹 Replication Controller 👉 负责 Pod 副本数量，确保高可用！
🔹 Endpoint Controller 👉 处理 Service 与 Pod 之间的绑定关系！
🔹 Job Controller 👉 管理任务（Job），如定时任务执行！
Scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上;
Kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责体积(CVI)和网络(CNI)的管理;
Container Runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI);
kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡，
Pod
Pod 是 Kubernetes 中最小的调度和管理单元，它代表着集群中运行的一个或多个容器实例。在一个 Pod 中，
所有容器共享相同的网络命名空间、进程命名空间和存储卷，因此它们可以互相通信和共享数据。Pod 可以通过控制器进行创建、扩缩容和更新等操作。
容器
Pod 中的容器是指实际运行业务逻辑的进程，可以使用 Docker、CRI-O、containerd 等各种容器运行时来运行。
每个 Pod 中可以包含一个或多个容器，这些容器可以通过共享网络和存储资源，实现相互通信和协作。
生命周期
Pod 的生命周期包括 Pending、Running、Succeeded、Failed 和 Unknown 等几个阶段。在创建一个 Pod 后，
它会首先进入 Pending 阶段，等待被调度到某个节点上。如果调度成功，Pod 就会进入 Running 阶段，开始正常运行。如果 Pod 运行失败或者所有容器都退出了，
Pod 就会进入 Failed 或 Succeeded 阶段。如果调度和运行过程中出现了异常，Pod 就会进入 Unknown 阶段。
Pod 网络
Pod 网络是指 Kubernetes 中用于实现容器之间通信的网络环境。Pod 中的每个容器都有一个独立的 IP 地址，
但它们共享相同的网络命名空间和端口空间，因此可以互相访问和通信。Kubernetes 支持多种网络插件和方案，
如 Flannel、Calico、Cilium 等，用户可以根据实际情况进行选择和配置。
副本控制器（Replication Controller，RC）
RC 是 Kubernetes 集群中最早的保证 Pod 高可用的 API 对象。通过监控运行中的 Pod 来保证集群中运行指定数目的 Pod 副本。
指定的数目可以是多个也可以是 1 个；少于指定数目，RC 就会启动运行新的 Pod 副本；多于指定数目，RC 就会杀死多余的 Pod 副本。
即使在指定数目为 1 的情况下，通过 RC 运行 Pod 也比直接运行 Pod 更明智，因为 RC 也可以发挥它高可用的能力，保证永远有 1 个 Pod 在运行。
RC 是 Kubernetes 较早期的技术概念，只适用于长期伺服型的业务类型，比如控制小机器人提供高可用的 Web 服务。
副本集（Replica Set，RS）
RS 是新一代 RC，提供同样的高可用能力，区别主要在于 RS 后来居上，能支持更多种类的匹配模式。副本集对象一般不单独使用，而是作为 Deployment 的理想状态参数使用。
Service
Service 是 Kubernetes 中用于提供内部负载均衡和服务发现的组件，它可以将同一个应用程序的不同副本暴露在集群内部，
并为这些副本提供唯一的虚拟 IP 地址和 DNS 域名。Service 可以通过控制器进行创建、更新和删除操作。
ClusterIP
ClusterIP 是 Service 的默认类型，它会分配一个集群内部的虚拟 IP 地址，并将该地址绑定到 Service 上。当其他 Pod 或容器需要访问 Service 时，只需要使用该虚拟 IP 地址即可。
NodePort端口范围30000-32767
NodePort 是一种扩展 ClusterIP 的功能，它会在每个节点上分配一个唯一的端口号，并将该端口号映射到 Service 上。
当其他节点或外部网络需要访问 Service 时，只需要使用该节点 IP 地址和映射的端口号即可。
LoadBalancer
LoadBalancer 是一种针对外部流量的负载均衡方案，它可以通过云服务商提供的负载均衡器或自定义的负载均衡器，将流量从外部网络转发到集群内部的 Service 上。
Namespace
Namespace 是 Kubernetes 中用于隔离和管理资源对象的逻辑分区，它可以帮助用户将不同的资源对象归类、管理和隔离。
Kubernetes 中默认存在一些 Namespace，如 default、kube-system 等，用户也可以根据需要创建自定义的 Namespace。
Deployment
Deployment 是 Kubernetes 中用于管理 Pod 副本集的控制器，它可以控制一组 Pod 的创建、扩缩容和更新等操作。
Deployment 支持滚动更新和回滚等功能，可以实现无缝的应用程序版本升级。
ReplicaSet相对于ReplicationController来言拥有更先进的标签选择器，ReplicationController只支持旧式的标签选择器。
StatefulSet
StatefulSet是 Kubernetes 中用于管理有状态应用程序副本集的控制器，它可以为每个 Pod 分配唯一的标识符和稳定的网络名称，
保证每个 Pod 的唯一性和可访问性。StatefulSet 还支持有序部署和扩缩容等功能，可以实现高可靠性的有状态应用程序部署和管理。
Job
DaemonSet 是 Kubernetes 中用于在每个节点上运行一组 Pod 的控制器，它通常用于运行系统级别的服务或代理程序等，在每个节点上保证资源对象的一致性和状态。
CronJob
CronJob 是 Kubernetes 中用于周期性执行任务的控制器，它可以根据用户定义的时间表，自动创建和删除相应的 Job 对象。CronJob 还支持任务成功和失败的检测和处理等功能。
DaemonSet
DaemonSet可以确保每个工作节点上最多运行一个应用副本，这个应用副本类似于Linux操作系统中的daemon进程，这也正是DaemonSet名称的由来。
它通常用于运行系统级别的服务或代理程序等，在每个节点上保证资源对象的一致性和状态。
DaemonSet通常用于管理那些执行系统级的应用，比如：
每个工作节点运行一个存储服务，供该工作节点上其他应用使用；
每个工作节点运行一个日志收集服务，用于收集该节点上的运行日志；
每个工作节点运行一个监控指标收集服务，用于提供该节点的监控信息；
kube-controller-manager
kube-controller-manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等。
kubelet
kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理。
每个计算节点中都包含一个 kubelet，这是一个与Control Plane通信的微型应用。kublet 可确保容器在Pod内运行。
当Control Plane需要在节点中执行某个操作时，kubelet 就会执行该操作。
kube-proxy
kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡。
每个计算节点中还包含 kube-proxy，这是一个用于优化 Kubernetes 网络服务的网络代理。
kube-proxy 负责处理集群内部或外部的网络通信（靠操作系统的数据包过滤层，或者自行转发流量）。
创建流程-List-Watch机制实时通知
1、客户端提交创建请求，通过API Server的Restful API，或者用kubectl命令行工具。支持的数据类型包括JSON和YAML。
2、API Server处理用户请求，存储Pod数据到etcd。
3、kube-scheduler通过API Server查看未绑定的Pod。尝试为Pod分配主机。
4、kube-scheduler通过预选算法过滤掉不符合要求的主机。比如Pod指定了所需要的资源量，那么可用资源比Pod需要的资源量少的主机会被过滤掉，端口被占用的也被过滤掉；
5、kube-scheduler通过优选算法给主机打分，对预选筛选出的符合要求的主机进行打分，在主机打分阶段，调度器会考虑一些整体优化策略，比如把一个deployment类型的pod分布到不同的主机上，
使得资源均衡；或者将两个亲和的服务分配到同一个主机上。
6、选择主机：选择打分最高的主机，进行binding（调用apiserver将pod和node绑定）操作，结果存储到etcd中。
7、kubelet监听Api Server，根据调度结果执行Pod创建操作：绑定成功后，scheduler会调用API Server的API在etcd中创建一个bound pod对象，描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod信息。
运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与etcd同步bound pod信息，一旦发现应该在该工作节点上运行的bound pod对象没有更新，则调用Docker API创建并启动pod内的容器。
8、kubelet调用CNI（Docker 运行或通过 rkt)运行 Pod 的容器。并周期性的对容器生命周期进行探测。（健康检查readness-隔离、liveness-重启）
一、客户端阶段（kubectl 处理）
文件解析
kubectl 读取 nginx.yaml 文件，解析 YAML/JSON 格式内容，验证语法合法性（如缩进、字段名）。
若文件包含多个资源定义（如同时定义 Deployment 和 Service），会按 --- 分隔符拆分为独立请求。
身份认证与授权
kubectl 使用本地配置（如 ~/.kube/config）中的证书或 Token 向 API Server 认证身份34。
RBAC 检查用户是否有操作目标资源的权限（如 create deployment）。
二、API Server 处理阶段
请求接收与验证
API Server 接收 HTTPS 请求（默认端口 6443），校验资源定义的 Schema（如 apiVersion: apps/v1 是否合法）。
拒绝非法字段（如 spec.selector.replicas 这类错误位置字段）。
持久化存储
通过校验后，资源定义被写入 etcd（集群状态唯一真相源），确保数据一致性（Raft 协议）。
写入触发事件通知，Controller Manager 和 Scheduler 开始监听变化。
🔹 Node Controller 👉 监控节点状态，宕机时自动剔除！
🔹 Replication Controller 👉 负责 Pod 副本数量，确保高可用！
🔹 Endpoint Controller 👉 处理 Service 与 Pod 之间的绑定关系！
🔹 Job Controller 👉 管理任务（Job），如定时任务执行！
三、控制器协调阶段
Deployment Controller 响应
检测到新建 Deployment 资源后，创建对应的 ReplicaSet 并写入 etcd。
持续对比当前 Pod 数量与 replicas 字段，若不足则触发创建（如 replicas: 3 需确保 3 个 Pod 运行）。
Scheduler 调度决策
为每个新 Pod 选择最优 Node：
过滤阶段：排除不满足条件的节点（如资源不足、存在污点）。
打分阶段：基于资源利用率、亲和性等策略选择最高分节点。
更新 Pod 的 nodeName 字段并写入 etcd。
四、节点执行阶段（Worker Node）
Kubelet 创建容器
目标节点的 kubelet 监听到分配给它的 Pod：
拉取镜像（如 nginx:latest）通过 CRI 接口调用容器运行时（containerd/docker）。
挂载 Volume（如有定义）、设置网络命名空间（CNI 插件介入）。
状态上报
kubelet 将 Pod 状态（如 Running/Pending）反馈给 API Server，最终更新至 etcd。
五、网络与访问配置
Service 与 Ingress（如 YAML 中定义）
Service Controller 为 Pod 创建虚拟 IP（ClusterIP），kube-proxy 配置 iptables/IPVS 规则实现负载均衡。
Ingress Controller（如 Nginx）生成路由规则，暴露 HTTP/S 服务到集群外部。
六、自愈与扩缩容
故障恢复：若 Pod 崩溃，ReplicaSet Controller 自动重建新 Pod。
HPA：若配置了自动扩缩容，Metrics Server 监控指标并调整 replicas 数量。
浙公网安备 33010602011771号