Kubernetes（K8s）概述：核心组件与基础概念

一、K8s 核心组件

Kubernetes（简称 K8s）采用 Master / Node 架构模式。一个 K8s 集群至少需要一个 Master 节点和一个 Node 节点：Master 节点为控制节点，负责整个集群的管理与控制，主要用于暴露 API、调度任务和管理 Node 节点；而 Node 工作节点负责运行各种任务容器。

Master 组件

• ApiServer：资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令（创建、查询、删除），提供认证、授权、API 注册和发现等机制
• Scheduler：负责集群资源调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的 Node 节点上
• Controller-Manager：负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等（负责发送指令到对应的 Node 节点）
• Etcd：负责存储集群中各种资源对象的信息（Node 的数量，Pod 的 CPU、内存等）

Node 组件

• Kubelet：负责维护容器的生命周期，即通过控制 Docker，来创建、更新、销毁容器（接受 Controller-Manager 指令、执行，并返回执行结果）
• KubeProxy：负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
• Docker：负责节点上容器的各种操作

工作原理

下面以部署一个 Nginx 服务为例，说明 K8s 的工作流程：

1. 一个 Nginx 服务的安装请求会首先被发送到 Master 节点的 ApiServer 组件
2. ApiServer 组件会调用 Scheduler 组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个 Node 节点上
3. 此时，它会从 Etcd 中读取各个 Node 节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知 ApiServer
4. ApiServer 调用 Controller-Manager 去调度 Node 节点安装 Nginx 服务
5. Kubelet 接收到指令后，会通知 Docker，然后由 Docker 来启动一个 Nginx 的 Pod
6. Pod 是 Kubernetes 的最小操作单元，容器必须运行在 Pod 中
7. 至此一个 Nginx 服务就运行了，如果需要访问 Nginx，就需要通过 Kube-Proxy 来对 Pod 产生访问的代理

二、K8s 核心概念

• Master：集群控制节点，每个集群至少需要一个 Master 节点负责集群的管控
• Node：工作负载节点，由 Master 分配容器到这些 Node 工作节点上，然后 Node 节点上的 Docker 负责容器的运行
• Pod：Kubernetes 的最小控制单元，容器都运行在 Pod 中，一个 Pod 中可以有 1 个或者多个容器
• Controller：控制器，通过它来实现对 Pod 的管理，比如启动 Pod、停止 Pod、伸缩 Pod 的数量等
• Service：Pod 对外服务的统一入口，下面可以维护着同一类的多个 Pod
• Label：标签，用于对 Pod 进行分类，同一类 Pod 会拥有相同的标签
• NameSpace：命名空间，用来逻辑隔离 Pod 的运行环境

三、架构总结

K8s 的 Master/Node 架构实现了控制面与数据面的分离：Master 节点负责全局决策（调度、部署、响应集群事件），Node 节点负责实际运行工作负载。这种设计使得 K8s 具备强大的自动化运维能力——从自动调度、自动修复、滚动更新，到水平扩缩容，都通过声明式配置即可完成。

对于初学者来说，理解这七个核心概念（Master、Node、Pod、Controller、Service、Label、NameSpace）和 Master/Node 各组件的职责，就掌握了 K8s 的骨架。后续学习 Deployment、Ingress、ConfigMap、PVC 等高级资源时，本质上都是在这些基础概念之上的抽象与组合。