Kubernetes стал фактическим стандартом оркестровки контейнеров, позволяя с легкостью управлять и масштабировать контейнерные приложения. Чтобы понять, как работает Kubernetes, важно понять его архитектуру и различные компоненты, которые обеспечивают его работу. В этой статье мы рассмотрим ключевые компоненты архитектуры Kubernetes, используя разговорный язык и примеры кода, чтобы раскрыть тайну этой мощной технологии.

1. Кластер Kubernetes.
   Кластер Kubernetes — это набор узлов, которые работают вместе для запуска контейнерных приложений. Он состоит из плоскости управления и нескольких рабочих узлов. Плоскость управления управляет общим состоянием кластера, а рабочие узлы выполняют рабочую нагрузку.

2. Плоскость управления.
   Плоскость управления — это мозг кластера Kubernetes, отвечающий за управление и оркестрацию ресурсов кластера. Он состоит из нескольких компонентов, в том числе:

• API-сервер: действует как центральная точка управления кластером, принимая и обрабатывая запросы API. Он предоставляет API Kubernetes, который позволяет пользователям и другим компонентам взаимодействовать с кластером.

• etcd: распределенное хранилище значений ключей, в котором хранятся данные конфигурации, состояние и метаданные кластера. Он обеспечивает надежное и высокодоступное серверное хранилище для плоскости управления.

• Планировщик: назначает модули подходящим рабочим узлам на основе доступности ресурсов и ограничений. Это обеспечивает оптимальное использование ресурсов и балансировку нагрузки в кластере.

• Диспетчер контроллера: отслеживает желаемое состояние кластера и предпринимает корректирующие действия для поддержания этого состояния. Он включает в себя контроллеры для управления узлами, модулями, службами и другими ресурсами.

1. Узлы.
   Узлы — это рабочие машины в кластере Kubernetes. Они отвечают за запуск контейнеров и предоставление необходимых ресурсов для запуска приложений. Каждый узел состоит из:

• Kubelet: основной агент, который работает на каждом узле и взаимодействует с плоскостью управления. Он управляет контейнерами и обеспечивает их правильную работу.

• Среда выполнения контейнера: программное обеспечение, отвечающее за запуск контейнеров. Популярные среды выполнения контейнеров включают Docker,Containerd и CRI-O.

• Kube-proxy: управляет сетевой маршрутизацией и балансировкой нагрузки для служб, работающих на узле. Он поддерживает сетевые правила и перенаправляет трафик соответствующим модулям.

1. Поды.
   Под — это наименьшая единица развертывания в Kubernetes. Он представляет собой один экземпляр запущенного процесса или приложения. Поды могут состоять из одного или нескольких контейнеров, которые тесно связаны и совместно используют ресурсы.

• Пример YAML:

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
  name: my-pod
  spec:
  containers:
  - name: my-container
  image: nginx:latest
  ports:
  - containerPort: 80

1. Сервисы.
   Сервисы обеспечивают сетевое подключение модулей Pod и позволяют балансировать нагрузку. Они абстрагируют базовые IP-адреса модулей и предоставляют стабильную конечную точку для доступа к приложению.

• Пример YAML:

  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: my-service
  spec:
  selector:
  app: my-app
  ports:
  - protocol: TCP
  port: 80
  targetPort: 8080

1. Сеть.
   Kubernetes имеет гибкую и расширяемую сетевую модель, которая позволяет подам взаимодействовать друг с другом и с внешними сервисами. Он обеспечивает наложение виртуальной сети и управляет сетевой маршрутизацией и изоляцией.

2. Хранилище.
   Kubernetes предоставляет различные механизмы постоянного хранилища, позволяющие приложениям хранить и извлекать данные. Он поддерживает такие варианты хранения, как постоянные тома, заявки на постоянные тома и классы хранения.

Понимание компонентов архитектуры Kubernetes необходимо для эффективного управления и масштабирования контейнерных приложений. В этой статье мы рассмотрели ключевые компоненты, включая плоскость управления, узлы, модули, службы, сети и хранилище. Вооружившись этими знаниями, вы теперь готовы глубже погрузиться в мир Kubernetes и использовать его возможности для простой организации контейнерных рабочих нагрузок.