Kubernetes集群介绍
Kubernetes是一个跨多主机的容器编排平台，它使用共享网络将多个主机（物理服务器或虚拟机）构建成统一的集群。其中，一个或少量几个主机运行为Master（主节点），作为控制中心负责管理整个集群系统，余下的所有主机运行为Worker Node（工作节点），这些工作节点使用本地和外部资源接收请求并以Pod（容器集）形式运行工作负载。图
为Kubernetes集群工作模式示意图。
▪Master是集群的网关和中枢，负责诸如为用户和客户端暴露API、确保各资源对象不断地逼近或符合用户期望的状态、以最优方式调度工作负载，以及编排其他组件之间的通信等任务，它是各类客户端访问集群的唯一入口，肩负Kubernetes系统上大多数集中式管控逻辑。单个Master节点即可完成其所有功能，但出于冗余及负载均衡等目的，生产环境中通常需要协同部署多个此类主机。Master节点类似于蜂群中的蜂王。
▪Worker Node（以下简称Node）负责接收来自Master的工作指令并相应创建或销毁Pod对象，以及调整网络规则以合理完成路由和转发流量等任务，是Kubernetes集群的工作节点。理论上讲，Node可以是任何形式的计算设备，负责提供CPU、内存和存储等计算和存储资源，不过Master会统一将其抽象为Node对象进行管理。Node类似于蜂群中的工蜂，在生产环境中，通常数量众多。
Kubernetes集群架构
Kubernetes属于典型的Server-Client形式的二层架构，在程序级别，Master主要由API Server（kube-apiserver）、Controller-Manager（kube-controller-manager）和Scheduler（kube-scheduler）这3个组件，以及一个用于集群状态存储的etcd存储服务组成，它们构成整个集群的控制平面；而每个Node节点则主要包含kubelet、kube-proxy及容器运行时（Docker是最为常用的实现）3个组件，它们承载运行各类应用容器。各组件如图1-8中的粗体部分组件所示
- Master组件Master组件是集群的“脑力”输出者，它维护有Kubernetes的所有对象记录，负责持续管理对象状态并响应集群中各种资源对象的管理操作，以及确保各资源对象的实际状态与所需状态相匹配。控制平面的各组件支持以单副本形式运行于单一主机，也能够将每个组件以多副本方式同时运行于多个主机上，提高服务可用级别。控制平面各组件及其主要功能如下。
（1）API ServerAPI Server是Kubernetes控制平面的前端，支持不同类型应用的生命周期编排，包括部署、缩放和滚动更新等。它还是整个集群的网关接口，由kube-apiserver守护程序运行为服务，通过HTTP/HTTPS协议将RESTful API公开给用户，是发往集群的所有REST操作命令的接入点，用于接收、校验以及响应所有的REST请求，并将结果状态持久存储于集群状态存储系统（etcd）中。
（2）集群状态存储Kubernetes集群的所有状态信息都需要持久存储于存储系统etcd中。etcd是由CoreOS基于Raft协议开发的分布式键值存储，可用于服务发现、共享配置以及一致性保障（如数据库主节点选择、分布式锁等）。显然，在生产环境中应该以etcd集群的方式运行以确保其服务可用性，并需要制定周密的备份策略以确保数据安全可靠。etcd还为其存储的数据提供了监听（watch）机制，用于监视和推送变更。API Server是Kubernetes集群中唯一能够与etcd通信的组件，它封装了这种监听机制，并借此同其他各组件高效协同。
（3）控制器管理器控制器负责实现用户通过API Server提交的终态声明，它通过一系列操作步骤驱动API对象的当前状态逼近或等同于期望状态。Kubernetes提供了驱动Node、Pod、Server、Endpoint、ServiceAccount和Token等数十种类型API对象的控制器。从逻辑上讲，每个控制器都是一个单独的进程，但是为了降低复杂性，它们被统一编译进单个二进制程序文件kube-controller-manager（即控制器管理器），并以单个进程运行。
（4）调度器Kubernetes系统上的调度是指为API Server接收到的每一个Pod创建请求，并在集群中为其匹配出一个最佳工作节点。kube-scheduler是默认调度器程序，它在匹配工作节点时的考量因素包括硬件、软件与策略约束，亲和力与反亲和力规范以及数据的局部性等特征。