Kubernetes是用于管理容器化应用程序集群的工具。在计算机领域中，此过程通常称为编排。
用管弦乐编排比喻上面的服务编排是很恰当的，就像乐队指挥一样，Kubernetes协调地将许多微服务组合在一起构成了应用程序。 Kubernetes会自动且持续地监视集群并对其组成进行调整。
了解Kubernetes架构对于部署和维护容器化的应用程序至关重要。
什么是Kubernetes
Kubernetes或简称k8s，是一个用于自动执行应用程序部署的系统。现代应用程序分散在云，虚拟机和服务器之间。手动管理应用程序不再是可行的选择。
K8s将虚拟机和物理机转换为统一的API切面。然后，开发人员可以使用Kubernetes API来部署，扩展和管理容器化的应用程序。
它的体系结构还为分布式系统提供了一个灵活的框架。K8s为您的应用程序自动协调扩展和故障转移，并提供部署模式。
它有助于管理运行应用程序的容器，并确保生产环境中没有停机时间。例如，如果某个容器发生故障，则另一个容器会自动取代其位置，而最终用户根本不会注意到。
Kubernetes不仅是一个编排系统。它是一组独立的，相互关联的控制过程。它的作用是在当前状态下连续工作，并朝着期望的方向移动过程。
Kubernetes架构和组成
Kubernetes具有去中心化的架构，不会线性处理任务。它基于声明性模型运行并实现**"所需状态"**的概念。下面这些步骤说明了Kubernetes的基本过程:
- 管理员创建应用程序的所需状态并将其放入清单文件manifest.yml中。
- 使用CLI或提供的用户界面将清单文件提供给Kubernetes API Server。 Kubernetes的默认命令行工具称为kubectl。
- Kubernetes将清单文件（描述了应用程序的期望状态）存储在称为键值存储（etcd）的数据库中。
- Kubernetes随后在集群内的所有相关应用程序上实现所需的状态。
- Kubernetes持续监控集群的元素，以确保应用程序的当前状态不会与所需状态有所不同。
现在，我们将探索标准Kubernetes集群的各个组成部分，以更详细地了解该过程。
主节点
Kubernetes的主节点通过API从CLI（命令行界面）或UI（用户界面）接收输入。这些是你提供给Kubernetes的命令。
你可以定义想要让Kubernetes维护的Pod，副本集和Service。例如，要使用的容器镜像，要公开的端口以及要运行的Pod副本数量。还可以为该集群中运行的应用程序提供**"所需状态"**的参数。
API Server
API Server是Kubernetes控制程序的前端，也是用户唯一可以直接进行交互的Kubernetes组件，内部系统组件以及外部用户组件均通过相同的API进行通信。
键值存储etcd
键值存储（也称为etcd）是Kubernetes用来备份所有集群数据的数据库。它存储集群的整个配置和状态。主节点查询etcd以检索节点，容器和容器的状态参数。
Controller
控制器的作用是从API Server获得所需状态。它检查要控制的节点的当前状态，确定是否与所需状态存在任何差异，并解决它们（如果有）。
Scheduler
调度程序会监视来自API Server的新请求，并将其分配给运行状况良好的节点。它对节点的质量进行排名，并将Pod部署到最适合的节点。如果没有合适的节点，则将Pod置于挂起状态，直到出现合适的节点。
注意：最好不要在主节点上运行用户应用程序。让Kubernetes主节点可以完全专注于管理集群。
工作节点
工作节点监听API Server发送过来的新的工作分配；他们会执行分配给他们的工作，然后将结果报告给Kubernetes主节点。
Kubelet
kubelet在群集中的每个节点上运行。它是Kubernetes内部的主要代理。通过安装kubelet，节点的CPU，RAM和存储成为所处集群的一部分。它监视从API Server发送来的任务，执行任务，并报告给主节点。它还会监视Pod，如果Pod不能完全正常运行，则会向控制程序报告。然后，基于该信息，主服务器可以决定如何分配任务和资源以达到所需状态。
Container Runtime
容器运行时从容器镜像库中拉取镜像，然后启动和停止容器。容器运行时由第三方软件或插件（例如Docker）担当。
Kube-proxy
kube-proxy确保每个节点都获得其IP地址，实现本地iptables和规则以处理路由和流量负载均衡。
Pod
在Kubernetes中，Pod是调度的最小元素。没有它，容器就不能成为集群的一部分。如果你需要扩展应用程序，则只能通过添加或删除Pod来实现。
Pod是Kubernetes中一个抽象化概念，由一个或多个容器组合在一起得共享资源。根据资源的可用性，主节点会把Pod调度到特定工作节点上，并与容器运行时协调以启动容器。
