Демистифицируем архитектуру Kubernetes: подробное руководство

Kubernetes произвел революцию в способах развертывания, управления и масштабирования контейнерных приложений. Понимание его архитектуры необходимо для полного раскрытия его потенциала. В этой статье мы углубимся в сложные детали архитектуры Kubernetes, изучая различные компоненты и их взаимодействие. Мы также предоставим примеры кода, иллюстрирующие различные методы, используемые в архитектуре Kubernetes.

  1. Главный узел:

Главный узел действует как плоскость управления кластера Kubernetes. Он управляет общим состоянием и координирует деятельность внутри кластера. Ключевые компоненты главного узла:

  • API-сервер: предоставляет API Kubernetes, который используется для операций управления кластером. Вот пример доступа к серверу API с помощью клиента Kubernetes Python:
from kubernetes import client, config
config.load_kube_config()
v1 = client.CoreV1Api()
# List all pods in the default namespace
ret = v1.list_pod_for_all_namespaces(watch=False)
for pod in ret.items:
    print(pod.metadata.name)

  • Планировщик: он назначает модули узлам на основе доступности ресурсов и политик планирования.

  • Диспетчер контроллеров: управляет различными контроллерами, ответственными за поддержание желаемых состояний кластера (например, ReplicaSetController, DeploymentController).

  • etcd: предоставляет распределенное хранилище значений ключей для сохранения состояния кластера.

  1. Рабочие узлы:

Рабочие узлы отвечают за выполнение рабочих нагрузок приложений. На каждом узле работает несколько ключевых компонентов:

  • Kubelet: он взаимодействует с главным узлом и обеспечивает работоспособность и работоспособность контейнеров на узле.

  • Среда выполнения контейнера: отвечает за получение и запуск образов контейнеров (например, Docker,Containerd).

  • Kube-прокси: управляет сетевой маршрутизацией и балансировкой нагрузки между сервисами.

  1. Модули:

Поды — это основные единицы развертывания в Kubernetes. Они инкапсулируют один или несколько контейнеров и связанных с ними ресурсов. Вот пример манифеста модуля в YAML:

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

Сервисы предоставляют стабильную конечную сетевую точку для доступа к модулям. Они обеспечивают балансировку нагрузки и динамическое обнаружение сервисов. Вот пример манифеста службы:

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

Понимание архитектуры Kubernetes имеет решающее значение для эффективного развертывания контейнерных приложений и управления ими. В этой статье мы рассмотрели главный узел, рабочие узлы, модули и сервисы, а также примеры кода, иллюстрирующие различные методы в архитектуре Kubernetes. Поняв эти концепции, вы будете хорошо подготовлены к использованию возможностей Kubernetes для оркестрации и масштабирования ваших приложений на основе микросервисов.