Архитектура Kubernetes

Добро пожаловать в Kubernetes! Это мощная система для управления контейнеризированными приложениями на множестве машин.

Прежде чем перейти к запуску приложений, важно понять основную структуру системы. Представьте, что сначала вы изучаете устройство автомобиля, а уже потом садитесь за руль!

В основе Kubernetes лежит кластер. Кластер — это группа машин, называемых узлами, которые работают вместе.

Эти узлы делятся на два основных типа:

• Панель управления (главный узел): мозг кластера.
• Рабочие узлы: основные исполнители, на которых запускаются приложения.

Панель управления (в старой документации часто называется главным узлом) отвечает за управление кластером.

Она принимает глобальные решения о кластере, например планирует размещение приложений, а также обнаруживает события кластера и реагирует на них, например перезапускает отказавшее приложение. Она не запускает приложения напрямую.

Сервер API — внешняя часть панели управления Kubernetes. Это единственный компонент, который напрямую взаимодействует с вами (через kubectl).

Он предоставляет API Kubernetes и обрабатывает все взаимодействия внутри кластера, проверяя и настраивая данные для объектов API, таких как модули и сервисы.

etcd — согласованное и высокодоступное хранилище пар «ключ-значение». Представьте его как постоянную память кластера.

В нём хранятся все данные кластера, включая конфигурацию, состояние и метаданные. Если etcd перестанет работать, кластер потеряет память и не сможет функционировать правильно!

Планировщик отслеживает вновь созданные модули (экземпляры ваших приложений), которым ещё не назначен рабочий узел.

Затем он выбирает для каждого модуля оптимальный узел, учитывая такие факторы, как требования к ресурсам, ограничения оборудования и политики.

Менеджер контроллеров запускает различные контроллеры — фоновые циклы, которые регулируют состояние кластера.

Например, контроллер узлов отслеживает состояние узлов, а контроллер репликации обеспечивает запуск правильного количества модулей. Он постоянно стремится привести текущее состояние в соответствие с желаемым.

Рабочие узлы (в старой документации также называемые подчинёнными узлами) — это машины, на которых запускаются ваши контейнеризированные приложения, упакованные в модули.

Каждый рабочий узел содержит компоненты, позволяющие ему взаимодействовать с панелью управления и управлять запущенными на нём контейнерами.

На каждом рабочем узле:

• Kubelet: агент, который обеспечивает работу контейнеров в модуле. Он получает инструкции от сервера API и управляет модулями.
• Среда выполнения контейнеров: программное обеспечение, отвечающее за запуск контейнеров (например, Docker, containerd, CRI-O). Kubelet использует его для загрузки образов и запуска приложений.

Kube-proxy работает на каждом рабочем узле и отвечает за проксирование сетевого трафика для сервисов Kubernetes.

Он поддерживает сетевые правила на узле, обеспечивая сетевое взаимодействие с модулями как изнутри, так и извне кластера. Благодаря этому приложения остаются доступными.

Основываясь на изученном материале, какие из следующих компонентов входят в плоскость управления Kubernetes?

Отличная работа! Теперь у Вас есть базовое понимание архитектуры Kubernetes.

• Плоскость управления (сервер API, etcd, планировщик, диспетчер контроллеров) управляет кластером.
• Рабочие узлы (Kubelet, среда выполнения контейнеров, Kube-proxy) запускают Ваши приложения.

Далее мы подробно рассмотрим наименьшую развёртываемую единицу Kubernetes — поды!