在运维工作中，k8s组件有哪些？分别有什么作用？

在Kubernetes（k8s）集群中，组件按功能可分为控制平面组件（Control Plane）、节点组件（Node） 和附加组件（Add-ons）。这些组件协同工作，实现集群的资源调度、容器编排、状态管理等核心功能。

一、控制平面组件（Control Plane）

控制平面组件负责集群的全局决策（如调度、集群状态维护、故障检测等），通常运行在master节点上（生产环境中一般部署多个master节点实现高可用）。

1. kube-apiserver

   • 所有操作的统一入口，提供RESTful API接口，是控制平面与其他组件、用户、kubectl等交互的唯一通道。
   • 负责认证、授权、数据校验，并将集群状态持久化到etcd。
   • 特点：无状态设计，可水平扩展（多实例部署）。

2. etcd

   • 集群的分布式数据库，存储集群的所有状态（如Pod、Service、Deployment等资源的配置和状态）。
   • 提供强一致性和高可用性，是集群的“数据源”，其他组件通过API Server读取或修改etcd中的数据。

3. kube-scheduler

   • 负责Pod的调度：当新的Pod需要创建且未指定节点时，scheduler会根据预设策略（如资源需求、节点亲和性、污点/容忍、负载均衡等）选择最合适的节点运行Pod。
   • 仅负责“决策”，不直接执行调度（实际创建Pod由kubelet完成）。

4. kube-controller-manager

   • 运行一系列控制器进程的组件，确保集群状态与用户期望一致（“声明式API”的核心实现）。
   • 主要控制器包括：
     • Deployment控制器：维护Deployment期望的Pod数量。
     • Node控制器：监控节点健康状态，移除故障节点。
     • Service控制器：维护Service与Pod的关联（如Endpoint对象）。
     • StatefulSet控制器：管理有状态应用的Pod（如固定网络标识、存储）。
     • Namespace控制器：管理命名空间的生命周期。

5. cloud-controller-manager（可选）

   • 仅在云厂商环境（如AWS、GCP、阿里云）中使用，负责与云服务提供商的API交互。
   • 功能：管理云厂商的负载均衡器（如Service的LoadBalancer类型）、节点生命周期（如自动创建/删除云服务器节点）、存储卷等。

二、节点组件（Node）

节点组件运行在worker节点上，负责维护Pod的运行，并与控制平面通信。每个worker节点都必须部署这些组件。

1. kubelet

   • 运行在每个节点上的“代理”，负责管理本节点的Pod：
     • 接收API Server的指令，根据Pod规范（PodSpec）创建、启动、停止容器。
     • 定期向控制平面汇报节点和Pod的状态（如资源使用情况、健康状态）。
     • 确保容器运行在符合规范的环境中（如挂载存储卷、配置网络）。

2. kube-proxy

   • 运行在每个节点上的网络代理，负责实现Service的网络功能：
     • 维护节点上的网络规则（如iptables/IPVS规则），实现Pod到Service的访问、Service的负载均衡（四层转发）。
     • 解决Pod动态IP带来的访问问题：通过Service的固定IP/端口，将流量转发到后端的Pod。

3. 容器运行时（Container Runtime）

   • 负责运行容器的软件，是k8s的基础依赖。
   • 支持的运行时：containerd（最常用）、CRI-O、Docker（需通过cri-dockerd适配）等。
   • 功能：拉取镜像、创建容器、管理容器生命周期等，通过容器运行时接口（CRI）与kubelet通信。

三、附加组件（Add-ons）

附加组件是增强集群功能的可选组件，通常通过Deployment或DaemonSet部署。

1. CoreDNS

   • 提供集群内部的DNS服务，让Pod可以通过Service名称（而非IP）访问其他服务。
   • 例如：Pod可以通过web-service.default.svc.cluster.local访问default命名空间下的web-service。

2. Ingress Controller

   • 实现Ingress资源的功能，管理外部HTTP/HTTPS流量到集群内Service的路由（如基于域名、URL路径的转发）。
   • 常见实现：Nginx Ingress Controller、Traefik、HAProxy等。

3. Dashboard

   • 提供Web UI界面，方便用户可视化管理集群（查看资源状态、创建/删除资源等）。

4. Metrics Server

   • 收集集群中节点和Pod的资源指标（CPU、内存使用率等），为HPA（Horizontal Pod Autoscaler）提供数据支持，也供kubectl top命令查询。

5. Cluster Autoscaler（可选）

   • 在云环境中自动扩缩容节点数量：当集群资源不足时增加节点，资源过剩时减少节点。

总结

• 控制平面是集群的“大脑”，负责决策和管理集群状态；
• 节点组件是集群的“手脚”，负责执行具体任务（运行容器、维护网络）；
• 附加组件是“工具集”，增强集群的可操作性和功能性。

这些组件协同工作，使k8s能够实现容器的自动化部署、扩缩容、负载均衡、自愈等核心能力。