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lang: zh-tw
title: Kubernetes Architecture
tags: K8s
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# Kubernetes Architecture


1. Cluster至少包含一個Master跟一個Node
2. Master(Control Plane)：調度整個Cluster，負責控制所有Node執行必要的容器、調度哪些Pods要排安到哪個Nodes運作、儲存Cluster運作過程的所有狀態

## Kubernetes Control Plane(Master)

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|kube-apiserver|管理K8s API接口，也負責Node之間溝通 |
|etcd |Key-Value資料庫，存放Cluster所有資料 |
|kube-scheduler|負責Pod調度，安排Pod到適合的Node運行|
|kube-controller-manager|管理並運行Controller|

1. Master 指的是Cluster控制節點，負責整個Cluster的管理和控制
2. Kubernetes所有控制指令都發給Master，它來負責實際的執行過程
3. kube-apiserver：管理Kubernetes API接口，kubectl的指令就會把指令送到這裡；負責Node之間溝通，每個Node不能直接溝通，必須透過apiserver
4. etcd：Key-Value資料庫，存放Cluster的資料作為備份，當Master因為某些原因而故障時，可以透過etcd還原Kubernetes的狀態
5. kube-scheduler：Kubernetes的Pods調度員，會監視新建立但尚未被指定要在哪個Node上執行的Pod，並選擇最適合放置的Node，讓該Pod在上面運行
6. kube-controller-manager：負責管理並運行controller
6-1. Node Controller：Node故障時進行通知和回應
6-2. Replication Controller：維護正確數量的Pod
6-3. Endpoints Controller：加入Service與Pod
6-4. Service Account & Token Controllers：為新的Namespace建立預設帳戶和API Token

## Kubernetes Node(Minions)

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|kubelet|管理Pod狀態並與Master溝通|
|kube-proxy|實現Service的通訊與負載平衡機制的元件|
|Container Runtime|負責本機容器建立與管理，ex: Docker, containerd, cri-o, rktlet|

1. 早期版本也被稱為 Minion
2. 可以是實體機也可以是虛擬機
3. Node才是Kubernetes Cluster中的工作節點
4. 每個Node都會被Master分配一些Pod
5. 當某個Node當機，上面的Pod會被Master自動傳輸到其它Node

## Kubernetes Cluster


## Node


Node是K8s中負責容器運行的機器，多個Pod可以在一個Node上運行

## Pod


一組（一個或多個）容器，容器共用Storage, Network，以及如何運行的Sepc

## Architecture Summary

+ Cluster至少包含一個Master(Control-Plane)跟一個Worker(Node, Minions)
+ Master包含：api-server, etcd, scheduler, controller-manager
+ Master會調度Pods要到哪個Node運作，儲存叢集運作過程的狀態
+ Node提供K8s運行的環境、管理所有容器運行，並監控運行的Pod狀態
+ 每個Node都包含：kubelet, kube-proxy, Container Runtime
+ Pod是一組（一個或多個）容器，容器共用Storage與Network，以及容器如何運行的Spec

## 實作 Create a Cluster

使用 WSL2 + KinD 建立學習環境叢集

Note:

Google Cloud SDK [官網](https://cloud.google.com/sdk/docs/quickstarts?hl=zh-tw)

安裝kubectl工具

sudo apt-get install kubectl

# or

gcloud components install kubectl

查看kubectl 工具版本

kubectl version --short

更新Client版本

curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.17.0/bin/linux/amd64/kubectl
chmod +x ./kubectl
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

KinD [官網](https://kind.sigs.k8s.io/docs/user/quick-start/)

建立Single Node叢集

kind create cluster --name k8s-cluster

確認安裝kubectl

kubectl version

查看Cluster資訊

kubectl cluster-info

查看Node資訊

kubectl get nodes

提供worker label

kubectl label node kind-worker node-role.kubernetes.io/worker=worker

查看Node描述，列出所有可用host

kubectl describe nodes $NODE_NAME