Kubernetes 核心概念全景图:Pod、Node、Cluster、Control Plane 等

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想真正读懂 Kubernetes 的底层运作,你必须理解它的“权力架构”。

Pod 是什么?Node 是什么?Control Plane 又是做什么的?
它们之间有什么关系?怎么协同工作?

本篇带你构建一个完整、系统、可视化的 Kubernetes 架构脑图,彻底搞清这些基础概念。


为什么要搞懂这些核心概念?

很多初学者学习 Kubernetes 时,容易陷入“YAML 写多了,但不知其所以然”的误区。

你可能会遇到这样的问题:

  • Pod 是不是就等于容器?
  • Node 和 Cluster 是什么关系?
  • Deployment 和 Pod 是啥关系?能不能直接创建 Pod?
  • Control Plane 是不是只有 Master 节点?

要学会用 Kubernetes 解决问题,必须跳出配置的细节,先搞清楚“整体结构”。


一图读懂 Kubernetes 架构全景图


1. Cluster(集群):Kubernetes 的运行大本营

Cluster 就是 Kubernetes 管理的一整个容器平台,由多个节点(Node)组成。

  • 它包含两个部分:
    • 控制平面(Control Plane) :负责“指挥调度”(脑子)
    • 工作节点(Worker Nodes) :负责“实际干活”(身体)

2. Control Plane:集群大脑,调度与决策中枢

Control Plane 是 Kubernetes 的“中枢系统”,决定 Pod 怎么部署、怎么扩容、怎么恢复。

核心组件包括:

组件作用
API Server对外接口入口,所有操作的“前台”
etcd集群状态数据库,保存“期望状态”和配置
Controller Manager各种控制器管理器(如 Deployment 控制器)
Scheduler调度器,负责 Pod 分配到合适 Node

它们之间的配合逻辑:


3. Node:工作节点,容器运行的“舞台”

Node 是运行容器(Pod)的物理机或虚拟机。

每个 Node 至少包含两个关键组件:

组件说明
Kubelet与 API Server 通信,负责管理 Pod 生命周期
Container Runtime比如 Docker、containerd,用于运行容器
kube-proxy负责服务访问、网络转发

Node 上执行的是 Kubernetes 控制下的具体“动作”。


4. Pod:Kubernetes 的最小调度单元

Pod 是 Kubernetes 的基本“工作单位”,也是它调度的最小颗粒。

一个 Pod 可以包含一个或多个容器(通常是一个),这些容器共享以下资源:

  • 网络命名空间(同 IP、端口)
  • 存储卷(Volume)
  • 环境变量、配置

举例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.25
    ports:
    - containerPort: 80

Pod ≠ 容器,理解 Pod 的“壳”意义

一个 Pod 是容器的“外壳”,它主要做三件事:

  1. 为容器提供一个统一的网络接口;
  2. 管理容器的生命周期;
  3. 是调度的基本单位(不是单个容器)。

多个容器在一个 Pod 内协作的场景较少见(如一个主容器 + 一个日志 sidecar),但正是 Pod 使得 Kubernetes 把容器做成了可编排的资源单位


5. Deployment / ReplicaSet / Job:高级资源控制器

Pod 虽然是运行单元,但不能直接用它来实现高可用或自动扩容,因此需要更高层的资源控制器:

控制器说明
Deployment管理 Pod 副本、实现滚动升级、重启
ReplicaSet被 Deployment 控制,保持指定数量的 Pod
StatefulSet适用于有状态服务(数据库)
DaemonSet每个节点运行一个 Pod(如日志收集)
Job / CronJob一次性任务 / 定时任务

你真正使用的是这些高级资源,而不是直接控制 Pod。


6. Service / ConfigMap / Secret 等周边资源

除了运行容器,Kubernetes 还需要围绕它构建:

  • 网络访问(Service)
  • 配置管理(ConfigMap)
  • 敏感信息存储(Secret)
  • 存储挂载(PersistentVolume / Claim)
  • 角色权限控制(RBAC)

这些组成了 Kubernetes 的完整功能体系。


总结:理解架构是使用 Kubernetes 的第一步

你可以把 Kubernetes 架构类比成一支现代化的军队:

构件类比职责
Control Plane指挥部决策、调度、下发命令
Node士兵营房执行 Pod,干实际活
Pod战斗单元运行应用、服务外部流量
Deployment 等战术安排控制作战策略与部署方式

推荐练习

  1. 用 kubectl get all -A 观察集群各组件运行情况;
  2. 手动部署一个 Deployment,观察创建的 Pod、RS;
  3. 用 kubectl describe pod 理解 Pod 的生命周期。

小结

本文从全景图入手,系统讲解了 Kubernetes 的核心构件及其关系:

  • Cluster 是平台整体;
  • Control Plane 是大脑,Node 是执行者;
  • Pod 是最小运行单位;
  • Deployment 等资源控制器负责自动化管理;
  • Service/ConfigMap 等提供周边配套支持。

理解这些架构构件,是你掌握 Kubernetes 的关键第一步。


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