K8S原理架构最全详解(图文全面总结)

K8S是大型架构核心，下面我详解K8S原理架构@mikechen

K8S 的整体架构

K8S 主要分为控制平面和工作节点两部分。

控制平面负责集群的管理与决策，核心组件包括：

API Server：集群的统一入口，所有请求都要经过它。它负责验证、认证、数据处理以及与其他组件通信。

etcd：分布式键值数据库，用于保存集群的所有状态信息，是 K8S 的“数据库”。

Scheduler：负责调度，将待运行的 Pod 分配到合适的节点上。

Controller Manager：运行各种控制器，持续检查系统状态并做出调整，例如副本控制器、节点控制器等。

Control Plane（控制平面）

整个 Kubernetes 的”大脑”。

主要包含五大组件。

① API Server

API Server 是整个集群的唯一入口。

所有请求：

kubectl

↓

API Server

例如：

kubectl get pods

实际上：

kubectl

↓

HTTPS

↓

API Server

↓

返回结果

所有组件都通过 API Server 通信。

② etcd

etcd 是 Kubernetes 的数据库。

保存：

• Pod；
• Node；
• Deployment；
• ConfigMap；
• Secret；
• Namespace；

例如：

Pod：

Java-01

Java-02

Redis

全部保存在 etcd。

③ Scheduler（调度器）

作用：

决定 Pod 放到哪台机器。

例如：

Node1

CPU：20%

Memory：30%

Node2

CPU：90%

Memory：80%

Scheduler：

↓

选择 Node1

④ Controller Manager

Controller 是 Kubernetes 的”自动驾驶系统”。

例如：

Deployment：

Replicas = 3

实际上：

Pod1

Pod2

Pod3

如果：

Pod2

挂掉

Controller：

↓

重新创建

Pod2

保证：

始终保持3个Pod

K8S工作节点

工作节点负责真正运行容器，主要包括：

kubelet：节点上的管理代理，负责接收 API Server 的指令并确保 Pod 正常运行。

kube-proxy：负责网络转发和服务访问规则的维护。

容器运行时：如 containerd、CRI-O，用于真正拉取镜像并启动容器。

这种架构使 K8S 具备良好的扩展性与可维护性，控制逻辑集中在控制平面，执行逻辑分散在各节点。