於 2023/Day-06-Kubernetes 介紹 簡單地說明了 Kubernetes Architecture，這次將 Kubernetes 的核心組件介紹得更詳細一點，包括這些 組件的運作原理 與 組件之間如何協同運作 的。
圖檔來源 Kubernetes 官方文件
Kubernetes 作為一個容器編排工具，通常多個伺服器組成，伺服器中又分為兩大類別，各司其職並互相合作，以提供服務有高可用性、易於擴展、自我修復...等功能。
Control Plane 是整個 Cluster 的大腦，由數個組件組成，透過這些組件來確保整個 Cluster 的正常運作。
一個具備分散式和高可用特性的 Key-Value 資料庫，用來儲存 Kubernetes Cluster 中的關鍵數據。這些數據包括 Kubernetes 的配置、狀態數據，例如 Pod、Service、ConfigMap、Secrets 的定義和其他資源的元數據。
若此資料庫損毀或不可用，整個 Cluster 將無法正常運作，因此定期備份這個資料庫是一項極為重要的任務。
kube-apiserver 是 Kubernetes 中最重要的組件之一
作為 Kubernetes 資源請求的單一入口：提供一系列 RESTful API，並且作為唯一能存取 etcd 的組件，kube-apiserver 是其他組件之間進行溝通與數據交換的核心樞紐。
身份與資料校驗：實現認證（Authentication）、授權（Authorization）與 准入控制（Admission Control）等功能，保護 Cluster 的資料安全與正確性。
具體來說，它也是一個應用程式，該應用程式內運行著數個稱為 controller 的邏輯單位，每個 controller 負責監控並維護某類資源的狀態，例如 ReplicaSet、Deployment、Service 等。這些 controller 通過 kube-apiserver 監控 Cluster 狀態，並根據定義的期望狀態自動作出反應，以確保 Kubernetes Cluster 中的實際狀態符合期望配置。
scheduler 是 Kubernetes 中負責將 Pod 分配到適當 Worker Node 上運行的核心組件，它通過一系列的調度策略和約束條件（如資源需求、nodeSelector、Node affinity）來決定將 Pod 調度到哪個 Node 上，以滿足應用的運行需求。
調度策略包含兩個主要步驟
nodeSelector、Node affinity...等條件簡單來說，是負責 Kubernetes 與 Cloud Provider (GCP、AWS、Azure) 整合的組件，例如 LoadBalancer type Service 或是 Gateway API 會在 Cloud Provider 的 plamform 建立出 LoadBalancer 來曝露服務。
簡單來說，Control Plane 是一個已 kube-apiserver 作為中心的輻射狀結構，所有組件都透過與 kube-apiserver API 溝通來運作，也只有 kube-apiserver 能操作 etcd 資料庫，確保 etcd 的安全性與資料一致性。
當 kube-controller-manager 的 Controller 發現資源狀態與設定不符時，會透過 kube-apiserver 進行調整。例如，ReplicaSetController 如果發現某 ReplicaSet 需要 3 個 Pod，但實際上只有 2 個，便會請求創建新的 Pod 來達成目標。
scheduler 則負責將新創建的 Pod 分配到適當的 Worker Node，之後 kube-apiserver 會與 Worker Node 交互，完成 Pod 的部署。
明天我們將繼續探討 Worker Node 的組件及其與 Control Plane 的合作。
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