注：均来源于网络，仅做整理

1. Kubernetes的功能

容器是一个非常好的打包并运行应用程序的方式。在生产环境中，您需要管理容器化应用程序，并且确保其不停机地连续运行。例如：一个容器故障停机，另外一个容器需要立刻启动以替补停机的容器。类似的这种对容器的管理动作由系统来执行会更好更快速。

Kubernetes针对此类问题，提供了容器化编排解决方案，可以使你非常健壮地运行分布式系统。Kubernetes可以处理应用程序的伸缩、failover、部署模式等多种需求。例如，Kubernetes可以轻易地管理系统的金丝雀发布（灰度发布）。

Kubernetes提供的特性有：

• 服务发现和负载均衡

  Kubernetes 可以通过 DNS 名称或 IP 地址暴露容器的访问方式。并且可以在同组容器内分发负载以实现负载均衡

• 存储编排

  Kubernetes可以自动挂载指定的存储系统，例如 local stroage/nfs/云存储等

• 自动发布和回滚

  您可以在 Kubernetes 中声明您期望应用程序容器应该达到的状态，Kubernetes将以合适的速率调整容器的实际状态，并逐步达到最终期望的结果。请参考 声明式的配置

• 自愈

  Kubernetes提供如下自愈能力：

  • 重启已经停机的容器
  • 替换、kill 那些不满足自定义健康检查条件的容器
  • 在容器就绪之前，避免调用者发现该容器

• 密钥及配置管理

  Kubernetes可以存储和管理敏感信息（例如，密码、OAuth token、ssh密钥等）。您可以更新容器应用程序的密钥、配置等信息，而无需：

  • 重新构建容器的镜像
  • 在不合适的地方暴露密码信息

2. Kubernetes组件

参考文档： Kubernetes Components

本文档描述了 Kubernetes 的主要组件。

2.1. Master组件

Master组件是集群的控制平台（control plane）：

• master 组件负责集群中的全局决策（例如，调度）
• master 组件探测并响应集群事件（例如，当 Deployment 的实际 Pod 副本数未达到 replicas 字段的规定时，启动一个新的 Pod）

Master组件可以运行于集群中的任何机器上。但是，为了简洁性，通常在同一台机器上运行所有的 master 组件，且不在此机器上运行用户的容器。参考 安装Kubernetes高可用。

2.1.1. kube-apiserver

此 master 组件提供 Kubernetes API。这是Kubernetes控制平台的前端（front-end），可以水平扩展（通过部署更多的实例以达到性能要求）。kubectl / kubernetes dashboard / kuboard 等Kubernetes管理工具就是通过 kubernetes API 实现对 Kubernetes 集群的管理。

2.1.2. etcd

支持一致性和高可用的名值对存储组件，Kubernetes集群的所有配置信息都存储在 etcd 中。请确保您 备份 了 etcd 的数据。关于 etcd 的更多信息，可参考 etcd 官方文档

2.1.3. kube-scheduler

此 master 组件监控所有新创建尚未分配到节点上的 Pod，并且自动选择为 Pod 选择一个合适的节点去运行。

影响调度的因素有：

• 单个或多个 Pod 的资源需求
• 硬件、软件、策略的限制
• 亲和与反亲和（affinity and anti-affinity）的约定
• 数据本地化要求
• 工作负载间的相互作用

2.1.4. kube-controller-manager

此 master 组件运行了所有的控制器

逻辑上来说，每一个控制器是一个独立的进程，但是为了降低复杂度，这些控制器都被合并运行在一个进程里。

kube-controller-manager 中包含的控制器有：

• 节点控制器： 负责监听节点停机的事件并作出对应响应
• 副本控制器： 负责为集群中每一个 副本控制器对象（Replication Controller Object）维护期望的 Pod 副本数
• 端点（Endpoints）控制器：负责为端点对象（Endpoints Object，连接 Service 和 Pod）赋值
• Service Account & Token控制器： 负责为新的名称空间创建 default Service Account 以及 API Access Token

2.1.5. cloud-controller-manager

cloud-controller-manager 中运行了与具体云基础设施供应商互动的控制器。这是 Kubernetes 1.6 版本中引入的特性，尚处在 alpha 阶段。

cloud-controller-manager 只运行特定于云基础设施供应商的控制器。如果您参考 www.kuboard.cn 上提供的文档安装 Kubernetes 集群，默认不安装 cloud-controller-manager。

cloud-controller-manager 使得云供应商的代码和 Kubernetes 的代码可以各自独立的演化。在此之前的版本中，Kubernetes的核心代码是依赖于云供应商的代码的。在后续的版本中，特定于云供应商的代码将由云供应商自行维护，并在运行Kubernetes时链接到 cloud-controller-manager。

以下控制器中包含与云供应商相关的依赖：

• 节点控制器：当某一个节点停止响应时，调用云供应商的接口，以检查该节点的虚拟机是否已经被云供应商删除

  译者注：私有化部署Kubernetes时，我们不知道节点的操作系统是否删除，所以在移除节点后，要自行通过 kubectl delete node 将节点对象从 Kubernetes 中删除

• 路由控制器：在云供应商的基础设施中设定网络路由

  译者注：私有化部署Kubernetes时，需要自行规划Kubernetes的拓扑结构，并做好路由配置，例如 安装Kubernetes单Master节点 中所作的

• 服务（Service）控制器：创建、更新、删除云供应商提供的负载均衡器

  译者注：私有化部署Kubernetes时，不支持 LoadBalancer 类型的 Service，如需要此特性，需要创建 NodePort 类型的 Service，并自行配置负载均衡器

• 数据卷（Volume）控制器：创建、绑定、挂载数据卷，并协调云供应商编排数据卷

  译者注：私有化部署Kubernetes时，需要自行创建和管理存储资源，并通过Kubernetes的存储类、存储卷、数据卷等与之关联

译者注：通过 cloud-controller-manager，Kubernetes可以更好地与云供应商结合，例如，在阿里云的 Kubernetes 服务里，您可以在云控制台界面上轻松点击鼠标，即可完成 Kubernetes 集群的创建和管理。在私有化部署环境时，您必须自行处理更多的内容。幸运的是，通过合适的教程指引，这些任务的达成并不困难。

2.2. Node 组件

Node 组件运行在每一个节点上（包括 master 节点和 worker 节点），负责维护运行中的 Pod 并提供 Kubernetes 运行时环境。

2.2.1. kubelet

此组件是运行在每一个集群节点上的代理程序。它确保 Pod 中的容器处于运行状态。Kubelet 通过多种途径获得 PodSpec 定义，并确保 PodSpec 定义中所描述的容器处于运行和健康的状态。Kubelet不管理不是通过 Kubernetes 创建的容器。

2.2.2. kube-proxy

kube-proxy 是一个网络代理程序，运行在集群中的每一个节点上，是实现 Kubernetes Service 概念的重要部分。

kube-proxy 在节点上维护网络规则。这些网络规则使得您可以在集群内、集群外正确地与 Pod 进行网络通信。如果操作系统中存在 packet filtering layer，kube-proxy 将使用这一特性（iptables代理模式），否则，kube-proxy将自行转发网络请求（User space代理模式）

2.2.3. 容器引擎

容器引擎负责运行容器。Kubernetes支持多种容器引擎：Docker、containerd、cri-o、rktlet 以及任何实现了 Kubernetes容器引擎接口 的容器引擎

2.3. Addons

Addons 使用 Kubernetes 资源（DaemonSet、Deployment等）实现集群的功能特性。由于他们提供集群级别的功能特性，addons使用到的Kubernetes资源都放置在 kube-system 名称空间下。

下面描述了一些经常用到的 addons，参考 Addons 查看更多列表。

2.3.1. DNS

除了 DNS Addon 以外，其他的 addon 都不是必须的，所有 Kubernetes 集群都应该有 Cluster DNS

Cluster DNS 是一个 DNS 服务器，是对您已有环境中其他 DNS 服务器的一个补充，存放了 Kubernetes Service 的 DNS 记录。

Kubernetes 启动容器时，自动将该 DNS 服务器加入到容器的 DNS 搜索列表中。

如果您参考 www.kuboard.cn 上提供的文档安装 Kubernetes，默认已经安装了 Core DNS

2.3.2. Web UI（Dashboard）

Dashboard 是一个Kubernetes集群的 Web 管理界面。用户可以通过该界面管理集群。

2.3.3. Kuboard

Kuboard 是一款基于Kubernetes的微服务管理界面，相较于 Dashboard，Kuboard 强调：

• 无需手工编写 YAML 文件
• 微服务参考架构
• 上下文相关的监控
• 场景化的设计
  • 导出配置
  • 导入配置

2.3.4. ContainerResource Monitoring

Container Resource Monitoring 将容器的度量指标（metrics）记录在时间序列数据库中，并提供了 UI 界面查看这些数据

2.3.5. Cluster-level Logging

Cluster-level logging 机制负责将容器的日志存储到一个统一存储中，并提供搜索浏览的界面