k8s主要由master节点和node节点构成。master节点负责管理集群，node节点是容器应用真正运行的地方。
master节点包含的核心组件有：（只展示了核心功能组件）
kube-api-server
kube-controller-manager
kube-scheduler
etcd（非必须部署在master节点上，但行业默认部署在master）
node节点包含的核心组件有：（只展示了核心功能组件）
kubelet
kube-proxy
container-runtime
kube-api-server
kube-api-server是k8s集群管理的统一访问入口，也是其他组件之间的数据交互和通信的枢纽。
提供了RESTful API接口, 实现了认证、授权和准入控制等安全功能；
其他组件彼此之间并不会直接通信，其他组件对资源对象的增、删、改、查和监听操作都是交由api-server处理后，api-server再提交给etcd数据库做持久化存储。
只有api-server才能直接操作etcd数据库，其他组件都不能直接操作etcd数据库，其他组件都是通过api-server间接的读取，写入数据到etcd。
kube-controller-manager：
controller-manager是k8s中各种控制器的的管理者，是k8s自动化功能的核心；controller-manager内部包含各种资源对象的控制器Replication Controller、Deployment Controller、StatefulSet Controller、DaemonSet Controller、Job Controller、Node Controller、Service Account & Token Controller、Endpoint Controller、Garbage Collection Controller 等
副本控制器 replication controller
Replication Controller用来管理Pod的副本，保证集群中存在指定数量的Pod副本。
Replication Controller是实现弹性伸缩、动态扩容和滚动升级的核心；
副本控制器(新) replicaSets controller
Deployment里使用的副本控制器
与RC的区别是支持集合形式的使用标签选择器，RC只支持相等方式的使用标签选择器
无状态部署控制器 deployment controller
Deployment在内部使用了RS来实现目的，Deployment相当于RC的一次升级，其最大的特色为可以随时获知当前Pod的部署进度；
deployment是rs的超集，提供更多的部署功能，如：回滚、暂停和重启、 版本记录、事件和状态查看、滚动升级和替换升级。
有状态部署控制器 statefulSet controller
StatefulSet是为了解决有状态服务的问题（对应Deployments和ReplicaSets是为无状态服务而设计）
1.稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于PVC来实现
2.稳定的网络标志，即Pod重新调度后其PodName和HostName不变，基于Headless Service（即没有Cluster IP的Service）来实现
3.有序部署，有序扩展，即Pod是有顺序的，基于init containers来实现
4.有序收缩，有序删除（即从N-1到0）
独立部署控制器 daemonSet controller
DaemonSet保证在每个Node上都运行一个容器副本，常用来部署一些集群的日志、监控或者其他系统管理应用。典型的应用包括：
1.日志收集，比如fluentd，logstash等
2.系统监控，比如Prometheus Node Exporter，collectd，New Relic agent，Ganglia gmond等系统程序，比如kube-proxy, kube-dns, glusterd, ceph等
节点控制器 node controller
服务控制器 Service
Service提供了一个统一的服务访问入口以及服务代理和发现机制，关联多个相同Label的Pod，用户不需要了解后台Pod是如何运行；
endpoint controller
kube-scheduler：
scheduler负责集群资源调度
将待调度的pod通过一系列复杂的调度算法计算出最合适的node节点，然后将pod绑定到目标节点上。
shceduler会根据pod的信息，全部节点信息列表，过滤掉不符合要求的节点，过滤出一批候选节点，然后给候选节点打分，选分最高的就是最佳节点，scheduler就会把目标pod安置到该节点。
Etcd：
etcd是一个分布式的键值对存储数据库，主要是用于保存k8s集群状态数据。（pod，service等资源对象的信息）
etcd可以是单个也可以有多个，多个就是etcd数据库集群，etcd通常部署奇数个实例，在大规模集群中，etcd有5个或7个节点就足够了；
etcd本质上可以不与master节点部署在一起，只要master节点能通过网络连接etcd数据库即可。
kubelet（重点）：
每个node节点上都有一个kubelet服务进程，kubelet作为连接master和各node之间的桥梁，负责维护pod和容器的生命周期，当监听到master下发到本节点的任务时，比如创建、更新、终止pod等任务，kubelet 即通过控制docker来创建、更新、销毁容器； 每个kubelet进程都会在api-server上注册本节点自身的信息，用于定期向master汇报本节点资源的使用情况。
kubelet部署在每个node节点上的，它主要有4个功能：
1: 节点管理：kubelet启动时会向api-server进行注册，然后会定时的向api-server汇报本节点信息状态，资源使用状态等，这样master就能够知道node节点的资源剩余，节点是否失联等等相关的信息了。master知道了整个集群所有节点的资源情况，这对于 pod 的调度和正常运行至关重要。
2: pod生命周期管理：kubelet负责维护node节点上pod的生命周期，当kubelet监听到master的下发到自己节点的任务时，比如要创建、更新、删除一个pod，kubelet 就会通过CRI（容器运行时接口）插件来调用不同的容器运行时来创建、更新、删除容器；常见的容器运行时有docker、containerd、rkt等等这些容器运行时，我们最熟悉的就是docker了，但在新版本的k8s已经弃用docker了，k8s1.24版本中已经使用containerd作为容器运行时了。
3: 容器健康检查：pod中可以定义启动探针、存活探针、就绪探针等3种，我们最常用的就是存活探针、就绪探针，kubelet 会定期调用容器中的探针来检测容器是否存活，是否就绪，如果是存活探针，则会根据探测结果对检查失败的容器进行相应的重启策略；
4: Metrics Server资源监控：在node节点上部署Metrics Server用于监控node节点、pod的CPU、内存、文件系统、网络使用等资源使用情况，而kubelet则通过Metrics Server获取所在节点及容器的上的数据。
kube-proxy（负载均衡器）：
kube-proxy运行在node节点上，在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和四层负载均衡工作，kube-proxy会监听api-server中从而获取service和endpoint的变化情况，创建并维护路由规则以提供服务IP和负载均衡功能。
简单理解此进程是Service的透明代理兼负载均衡器，其核心功能是将到某个Service的访问请求转发到后端的多个Pod实例上
kube-proxy iptables原理：
Kubernetes从1.2版本开始，将iptables作为kube-proxy的默认模式。iptables模式下的kube-proxy不再起到Proxy的作用，其核心功能：通过API Server的Watch接口实时跟踪Service与Endpoint的变更信息，并更新对应的iptables规则，Client的请求流量则通过iptables的NAT机制“直接路由”到目标Pod；
kube-proxy ipvs原理
IPVS在Kubernetes1.11中升级为GA稳定版。IPVS则专门用于高性能负载均衡，并使用更高效的数据结构（Hash表），允许几乎无限的规模扩张，因此被kube-proxy采纳为最新模式；
在IPVS模式下，使用iptables的扩展ipset，而不是直接调用iptables来生成规则链。iptables规则链是一个线性的数据结构，ipset则引入了带索引的数据结构，因此当规则很多时，也可以很高效地查找和匹配；可以将ipset简单理解为一个IP（段）的集合，这个集合的内容可以是IP地址、IP网段、端口等，iptables可以直接添加规则对这个“可变的集合”进行操作，这样做的好处在于可以大大减少iptables规则的数量，从而减少性能损耗；
kube-proxy ipvs和iptables的异同
iptables与IPVS都是基于Netfilter实现的，但因为定位不同，二者有着本质的差别：
iptables是为防火墙而设计的；IPVS则专门用于高性能负载均衡，并使用更高效的数据结构（Hash表），允许几乎无限的规模扩张。
与iptables相比，IPVS拥有以下明显优势：为大型集群提供了更好的可扩展性和性能；支持比iptables更复杂的复制均衡算法（最小负载、最少连接、加权等）；支持服务器健康检查和连接重试等功能；可以动态修改ipset的集合，即使iptables的规则正在使用这个集合；
container-runtime：
容器运行时环境，即运行容器所需要的一系列程序，目前k8s支持的容器运行时有很多，如docker、rkt或其他，比较受欢迎的是docker，但是新版的k8s已经宣布弃用docker。