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发布于 2026-04-01 / 5 阅读
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第 1 章 核心架构与关键概念

Kubernetes 是一个围绕“期望状态”工作的容器编排系统。用户把 Deployment、Service 等对象提交给 API Server;控制器持续比较期望状态与实际状态并执行收敛。运维排障时,应先判断是“声明错误、调度 失败、节点执行失败、网络/存储链路异常,还是应用自身异常”。

1.1 控制平面及其工作节点

组件

主要职责

初级运维观察点

kube-apiserver

所有资源操作入口;认证、鉴权、准入与 API

kubectl是否连通;证书、地址、超时与 403

etcd

保存集群期望状态与元数据

生产备份/恢复由管理员执行;关注空间、延迟和告警

kube-scheduler

为未绑定节点的 Pod选择 Node

Pending事件中的资源、亲和性、污点与 PVC原因

controller-manager

运行 Deployment、Node、Job等控制循环

期望副本与实际副本是否收敛

kubelet

在节点上按 PodSpec管理容器与探针

节点状态、容器日志、镜像、挂载与运行时

container runtime

拉镜像并创建容器,常见为 containerd

crictl/ctr、镜像拉取与 sandbox错误

CNI/ kube-proxy

Pod网络与 Service转发

Pod IP、EndpointSlice、iptables/IPVS/eBPF实现差异

1.2 声明式对象的通用结构

apiVersion: apps/v1 # API 组与版本
kind: Deployment # 资源类型
metadata:
 name: web-demo
 namespace: ops-lab
 labels:
 app: web-demo
spec: # 期望状态
 replicas: 2
 selector:
 matchLabels:
 app: web-demo
 template:
 metadata:
 labels:
 app: web-demo
 spec:
 containers:
 - name: web
 image: nginx:1.27-alpine

1.3 对象关系与所有权

• Deployment 创建并管理 ReplicaSet;ReplicaSet 再创建 Pod。删除某个 Pod 后,控制器会补回新 Pod。

• StatefulSet 管理有序、稳定身份的 Pod;通常与 Headless Service、volumeClaimTemplates 配合。

• Service 不创建 Pod,它通过 selector 生成 EndpointSlice,形成到 Ready Pod 的后端列表。

• ConfigMap/Secret 提供配置;PV/PVC 表示存储供给与申请;Ingress 表示七层入口规则,必须有 Ingress Controller 才会真正转发

1.4 从创建到运行的简化链路

• kubectl 将 YAML 发送给 API Server;API Server 完成认证、RBAC 鉴权、准入与字段校验。

• 对象写入存储;Deployment Controller 创建 ReplicaSet 与 Pod。

• Scheduler 为 Pending Pod 选择节点并写入绑定结果。

• 目标节点 kubelet 调用容器运行时拉镜像、准备网络和存储、启动容器并执行探针。

• Pod Ready 后被加入 Service 的 EndpointSlice;外部流量才可能沿 Ingress → Service → Pod 到达应用。