什么是 Kubernetes？它的核心概念和工作原理是什么？

Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器应用的部署、扩展和管理。它最初由 Google 设计并开发，于 2014 年开源，现在由 Cloud Native Computing Foundation（CNCF）管理。

核心概念

Kubernetes 的核心概念包括：

1. Pod：Kubernetes 中最小的可部署单元，一个 Pod 可以包含一个或多个容器，这些容器共享网络和存储资源。

2. Node：集群中的工作机器，可以是物理机或虚拟机。每个 Node 都运行着容器运行时（如 Docker）、kubelet 和 kube-proxy。

3. Cluster：由多个 Node 组成的集合，是 Kubernetes 管理的计算资源池。

4. Service：定义一组 Pod 的访问策略，提供稳定的网络端点，即使 Pod 的 IP 地址发生变化。

5. Deployment：管理 Pod 和 ReplicaSet 的声明式更新，支持滚动更新和回滚。

6. ConfigMap：用于存储非敏感的配置数据，可以挂载到 Pod 中或作为环境变量使用。

7. Secret：用于存储敏感信息，如密码、OAuth 令牌和 SSH 密钥。

8. Namespace：用于在同一个集群中创建多个虚拟集群，实现资源隔离。

工作原理

Kubernetes 采用主从架构：

• Control Plane（控制平面）：负责集群的决策和响应，包括 API Server、Scheduler、Controller Manager 和 etcd。

• Worker Node（工作节点）：运行容器化应用，包括 kubelet、kube-proxy 和容器运行时。

主要特性

• 自动化部署和回滚：支持声明式配置，自动实现应用的部署和更新。
• 服务发现和负载均衡：自动为容器分配 IP 和 DNS 名称，实现负载均衡。
• 自动扩缩容：根据 CPU 使用率或其他指标自动调整 Pod 数量。
• 自愈能力：自动重启失败的容器、替换节点、重新调度 Pod。
• 存储编排：自动挂载存储系统，如本地存储、云存储等。

应用场景

Kubernetes 广泛应用于微服务架构、CI/CD 流水线、大数据处理、机器学习等场景，是云原生应用的标准平台。