Kubernetes-architectuur

Het besturingsvlak (in oudere documentatie vaak het hoofdknooppunt genoemd) is verantwoordelijk voor het beheren van het cluster.

Het neemt globale beslissingen over het cluster, zoals het plannen van applicaties, en detecteert en verwerkt clustergebeurtenissen, zoals het opnieuw starten van een defecte applicatie. Je applicaties worden er niet rechtstreeks op uitgevoerd.

De API-server is de voorkant van het Kubernetes-besturingsvlak. Dit is het enige onderdeel dat rechtstreeks met jou communiceert (via kubectl).

De server stelt de Kubernetes-API beschikbaar en verwerkt alle communicatie binnen het cluster. Ook valideert en configureert deze gegevens voor API-objecten zoals Pods en Services.

etcd is een consistente en zeer beschikbare sleutel-waardearchief. Zie het als het permanente geheugen van het cluster.

Het slaat alle clustergegevens op, waaronder configuratie, status en metagegevens. Als etcd uitvalt, verliest je cluster zijn geheugen en kan het niet goed functioneren!

De planner zoekt naar nieuw gemaakte Pods (de instanties van je applicatie) waaraan nog geen werkerknooppunt is toegewezen.

Vervolgens selecteert de planner voor elke Pod het beste knooppunt om deze op uit te voeren, waarbij factoren zoals resourcevereisten, hardwarebeperkingen en beleidsregels worden meegewogen.

De controllerbeheerder voert verschillende controllers uit. Dit zijn achtergrondlussen die de status van het cluster reguleren.

Zo bewaakt een Node Controller de gezondheid van knooppunten en zorgt een Replication Controller ervoor dat het juiste aantal Pods actief is. De controllerbeheerder probeert voortdurend de gewenste status met de huidige status overeen te laten komen.

Werkerknooppunten (in oudere documentatie ook Minions genoemd) zijn de machines waarop je daadwerkelijke gecontaineriseerde applicaties (verpakt in Pods) draaien.

Elk werkerknooppunt heeft onderdelen waarmee het met het besturingsvlak kan communiceren en de containers kan beheren die erop draaien.

Op elk werkerknooppunt:

• Kubelet: Een agent die ervoor zorgt dat containers in een Pod actief zijn. De agent ontvangt instructies van de API-server en beheert de Pods.
• Containerruntime: De software die verantwoordelijk is voor het uitvoeren van containers (bijvoorbeeld Docker, containerd, CRI-O). Kubelet gebruikt deze om images op te halen en je applicaties uit te voeren.

Kube-proxy draait op elk werkerknooppunt en verwerkt netwerkproxying voor Kubernetes-services.

Het onderhoudt netwerkregels op het knooppunt, zodat netwerkcommunicatie met je Pods vanuit zowel binnen als buiten het cluster mogelijk is. Zo zorgt het ervoor dat je applicaties bereikbaar zijn.

Goed gedaan! Je hebt nu een basisbegrip van de architectuur van Kubernetes.

• Het besturingsvlak (API Server, etcd, Scheduler, Controller Manager) beheert het cluster.
• Werkknooppunten (Kubelet, Container Runtime, Kube-proxy) voeren je applicaties uit.

Vervolgens gaan we dieper in op de kleinste implementeerbare eenheid in Kubernetes: Pods!