Kubernetes(K8s) 是目前流行的容器管理平台之一，為應用程式的容器化提供了高度可擴展的解決方案，將容器的部署、維護和擴展自動化。在學習 Kubernetes 時，首先理解其基本架構和核心元件是非常重要的。

1. Kubernetes Cluster 架構
   Kubernetes Cluster 是由多台機器組成的集群，每台機器稱為 "節點"。Kubernetes 以主從式架構運作，其中包括以下基本組成 :

1.1 基本組成
K8s cluster 由多個節點 (Nodes) 組成，分為主節點 (Master Node) 和工作節點 (Worker Node) 。

• 主節點 (Master Node) 主節點是K8s集群的大腦，負責管理和控制集群中的所有操作。它包含三個主要組件 : API Server、Controller Manager和Scheduler。
• 工作節點 (Worker Node) : 工作節點是集群的工作馬，負責運行容器應用程序。它包括容器運行環境 (如Docker) 、Kubelet、Kube Proxy等組件。

2. 基本元件

• API Server : 這是K8s集群的接口，允許用戶和管理工具與集群通信。它接收REST請求，並將其轉發到相關的組件進行處理。
• Controller Manager : 負責維護系統狀態，如副本控制器 (Replication Controller) 、節點控制器 (Node Controller) 等。它確保系統中的期望狀態和實際狀態一致。
• Scheduler : 負責將新的容器部署到工作節點，考慮資源需求和其他約束條件，以實現最佳性能和高可用性。
• Kubelet : 在每個工作節點上運行，負責管理該節點上的容器。它接收API Server的指令，確保容器按照規定運行。
• Kube Proxy : 負責網絡代理，維護工作節點上的網絡規則，實現內部和外部流量的路由。

其中還可以細分如下 :

2.1 控制平面 (Control Plane) : 控制平面負責管理整個 Kubernetes 群集，它包括以下核心組件 :

• kube-apiserver : 提供 Kubernetes API 的前端，是所有指令和配置更改的入口點。
• etcd : 一個強一致性的鍵值存儲庫，用於保存所有群集的配置信息和狀態。
• kube-scheduler : 負責決定將 Pod 調度到哪個節點上，基於資源需求和其他標準。
• kube-controller-manager : 包含多個控制器，負責監控和維護系統的狀態。

2.2 節點 (Nodes) : 節點是實際運行容器的機器，每個節點上運行著以下關鍵元件 :

• kubelet : 與 control plane 通信，確保節點上運行的容器與期望的狀態一致。
• kube-proxy : 負責維護網絡規則，使服務和 Pod 可以正確通信。
• Container Runtime : 通常使用 Docker 或 Containerd 來運行容器。

3. Kubernetes Cluster 的基本元件

3.1 Pod : Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署單位，它可以包含一個或多個容器。容器在同一 Pod 中共享相同的網絡命名空間，這意味著它們可以輕鬆通信，並共享存儲卷。
3.2 Deployment : Deployment 是一個控制器，用於定義應用程式的期望狀態，並確保群集中運行的 Pod 數量與期望的一致。
3.3 Service : Service 定義了一個稳定的網絡端點，用於公開應用程式，即使 Pod 重啟或擴展，Service 仍然可用。
3.4 ConfigMap 和 Secret : 這些資源允許您將組態資料從應用程序的程式碼中分離出來，使組態更易於管理。
3.5 Namespace : Namespace 用於將群集分為多個虛擬群集，每個 Namespace 具有獨立的資源和許可權。
3.6 Ingress : Ingress 允許將外部流量路由到群集中的服務，它可以實現高級路由和 SSL 終止等功能。

理解 Kubernetes Cluster 的架構和基本元件是學習 Kubernetes 的關鍵一步。