Kubernetes集群中分为两个部分
- Kubernetes控制平面
- 工作节点
控制平面负责存储管理集群状态、控制并使得整个集群正常运转，包含以下组件
- etcd分布式持久化存储
- API服务器
- 调度器
- 控制器管理器
工作节点上的组件包括
- Kubelet
- Kubelet服务代理（kube-proxy）
- 容器运行时
除此之外还包括几个附加组件，包含
- Kubernetes DNS 服务器
- 仪表盘
- Ingress 仪表器
- Heapster（容器集群监控）
- 容器网络接口插件
Kubernetes系统组件间只能通过API服务器进行通信，API服务器是和etcd通信的唯一组件，其他组件不会直接和etcd进行通信，而是通过API服务器来修改集群状态。
控制平面的组件以及kube-proxy可以直接部署在系统上或者作为Pod来运行。Kubelet是唯一一个作为常规系统组件来运行的组件，被部署在master节点上，它把其他组件作为pod来运行。
etcd
etcd是一个响应快、分布式的key-value存储，Kubernetes创建的所有对象（pod、ReplicationController等等）都持久化存储到etcd中。只有API服务器能够与etcd进行通信，所有组件都通过API服务器间接的读取和写入数据到etcd当中。etcd是Kubernetes存储集群状态和元数据唯一的地方。
为了保证高可用，常常会运行多个etcd实例，etcd使用raft算法保证一致性。
API服务器
Kubernetes API服务器作为中心组件，其他组件以及客户端（kubectl）都会调用API服务器。API服务器以restful API的形式提供了可以查询、修改集群状态的接口。API服务器负责将状态存储到etcd当中。
当接收到API请求后，API服务器内部会通过认证插件认证客户端、通过授权插件授权客户端、通过准入控制插件验证修改资源请求、验证资源以及持久化存储。
API服务器会启动控制器以及其他一些组件来监控已部署资源的变更。控制平面可以请求订阅资源被创建修改的通知，使得组件可以在集群元数据变化的时候能够执行任何需要做的任务。
客户端通过创建到API服务器的HTTP连接来监听变更，通过此连接，客户端会接收到监听对象的一系列变更通知。每当更新对象，服务器会把新版本对象发送到所有监听该对象的客户端。
调度器
调度器利用API服务器的监听机制等待新创建的pod，然后给每个新的没有节点的pod去分配节点。
控制器
控制器用于让系统的真实状态朝API服务器定义的期望的状态收敛，去完成具体资源的部署工作。
单个控制器、管理器进程当前组合了多个执行不同非冲突任务的控制器。这些控制器最终会被分解到不同的进程，控制器包括
- Replication控制器
- ReplicaSet，DaemonSet和Job控制器
- Deployment控制器
- StatefulSet控制器
- Node控制器
- Service控制器
- Endpoints控制器
- Namespace控制器
- PersistentVolume控制器
- 其他
kubelet
Kubelet是负责所有运行在工作节点上的内容的组件。它的第一个任务就是在API服务器创建一个Node资源来注册该节点，然后持续监控API服务器是否是否把该节点分配给pod，然后启动pod容器，告知容器运行时从特定容器镜像运行容器。Kubelet随后监控运行的容器，向API服务器报告它们的状态、时间和资源消耗。
Kubelet也是运行容器存活探针的组件，当探针报错时会重启容器。当pod从API服务器删除时，Kubelet负责终止容器，并通知服务器pod已经被终止。
Service Proxy
每个工作节点也会运行kube-proxy，确保客户端可以通过Kubernetes API连接到定义的服务。kube-proxy确保对服务IP和端口的连接最终能够到达支持服务的某个pod处。如果有多个pod支撑一个服务，那么代理会发挥对pod的负载均衡作用。