Kubernetes（簡稱K8s）是一個開源的容器編排平臺，其架構由多個關鍵組件組成，但通常提到“三大組件”時，指的是其核心功能模塊或主要組成部分。以下是Kubernetes的三大核心組件的詳細講解，基于官方架構和實際使用場景。

Kubernetes的三大核心組件

Kubernetes的架構分為控制平面（Control Plane）和工作節點（Worker Node）兩部分，其中控制平面包含多個組件。通常所說的“三大組件”可以理解為控制平面的核心模塊，它們共同管理集群狀態和調度任務：

1. API Server（kube-apiserver）

• 作用：

Kubernetes的“大腦”，是集群的唯一入口，負責接收、驗證和處理所有RESTful API請求。

提供資源（如Pod、Service）的創建、更新、查詢接口。

與etcd交互，存儲和讀取集群狀態。

• 關鍵功能：

認證與授權（RBAC、Token等）。

請求轉發給其他組件（如調度器、控制器）。

• 示例：

用戶通過kubectl apply -f pod.yaml創建Pod，請求到達API Server。

• 重要性：

若API Server宕機，整個集群不可管理。

2. 調度器（kube-scheduler）

• 作用：

負責將Pod調度到合適的節點（Node），根據資源需求、約束和策略決策。

• 關鍵功能：

資源匹配：檢查節點CPU、內存是否滿足Pod需求。

優化策略：考慮親和性（Affinity）、反親和性（Anti-Affinity）、負載均衡。

綁定：將調度結果寫入API Server，更新Pod狀態。

• 示例：

一個Pod需要2CPU，調度器選擇有足夠資源的Node A。

• 重要性：

調度器故障會導致新Pod無法分配節點，但已運行Pod不受影響。

3. 控制器管理器（kube-controller-manager）

• 作用：

運行多個控制器，持續監控集群狀態，確保實際狀態與期望狀態一致。

• 關鍵功能：

Node Controller：管理節點生命周期，檢測節點故障。

Replication Controller：確保Pod副本數符合預期。

Deployment Controller：管理滾動更新和回滾。

• 示例：

Deployment定義3個Pod副本，若1個崩潰，控制器創建新Pod補齊。

• 重要性：

控制器故障可能導致自動修復（如Pod重啟）失效。

補充

雖然“三大組件”通常聚焦控制平面，但Kubernetes的完整運行還依賴以下部分：

• etcd：分布式鍵值存儲，保存集群狀態（技術上獨立但至關重要）。
• Kubelet：運行在每個節點上，管理Pod生命周期。
• Kube-Proxy：維護網絡規則，實現Service負載均衡。

實現與驗證

以下是檢查三大組件狀態的命令：

# 查看控制平面組件狀態（假設使用kubeadm部署）
kubectl get pods -n kube-system
# 示例輸出：
# kube-apiserver-master-1    1/1   Running
# kube-scheduler-master-1    1/1   Running
# kube-controller-manager-1  1/1   Running

# 檢查API Server健康
kubectl get --raw='/healthz'

# 查看調度器日志
kubectl logs -n kube-system kube-scheduler-master-1

應用場景

• API Server：開發者通過kubectl或CI/CD調用，管理集群資源。
• 調度器：高負載時優化Pod分布，避免節點過載。
• 控制器：支持自動擴縮容（如HPA），保障服務高可用。

總結

Kubernetes的三大核心組件是：

1. API Server：集群的通信樞紐。
2. 調度器：資源分配的決策者。
3. 控制器管理器：狀態一致性的守護者。

它們共同構成控制平面，協調和管理整個集群。