本文试图用简单的语言描述Kubernetes主要组件的作用及其关系。
Kubernetes主要组件有：kubectl (客户端)
API Server、Controller Manager、Scheduler、Etcd (Master节点)
kubelet、kube-proxy (Slave Node节点)
API Server
API Server是Kubernetes的核心组件，是各个组件通信的渠道，
API Server集群控制的入口，提供了 RESTful API 接口的关键服务进程，是 Kubernetes 里所有资源的增删改查等操作的唯一入口。创建一个资源对象如Deployment、Service、RC、ConfigMap等，都是要通过API Server的。
操作API Server的方式：1，通过命令行的kubectl命令，
2，通过写代码的方式，如client-go这样的操作Kubernetes的第三方包来操作集群。
总之，最终，都是通过API Server对集群进行操作的。通过API Server，我们就可以往Etcd中写入数据。Etcd中存储着集群的各种数据。
如下图：存储Kubernetes集群信息的Etcd
资源配额控制的入口
Kubernetes可以从各个层级对资源进行配额控制。如容器的CPU使用量、Pod的CPU使用量、namespace的资源数量等。这也是通过API Server进行配置的。将这些资源配额情况写入到Etcd中。
Controller Manager
Controller Manager作用是通过API Server监控Etcd中的节点信息，定时通过API Server读取Etcd中的节点信息，监控到异常就会自动进行某种操作。
Node Controller通过API Server监控Etcd中存储的关于节点的各类信息，会定时通过API Server读取这些节点的信息，这些节点信息是由kubelet定时推给API Server的，由API Server写入到Etcd中。
这些节点信息包括：节点健康状况、节点资源、节点名称、节点地址信息、操作系统版本、Docker版本、kubelet版本等。监控到节点信息若有异常情况，则会对节点进行某种操作，如节点状态变为故障状态，则删除节点与节点相关的Pod等资源的信息。
Namespace Controller
用户是可以通过API Server创建新的namespace并保存在Etcd中的。Namespace Controller会定时通过API Server读取这些Namespace信息并做对应的对于Namespace的一些操作。
ResourceQuota Controller
将期望的资源配额信息通过API Server写入到Etcd中。然后ResourceQuota Controller会定时的统计这些信息，在系统请求资源的时候就会读取这些统计信息，如果不合法就不给分配该资源，则创建行为会报错。
Scheduler
Kubernetes的调度器，负责 Pod 资源调度。Scheduler监听API Server，当需要创建新的Pod时。Scheduler负责选择该Pod与哪个Node进行绑定。将此绑定信息通过API Server写入到Etcd中。
若此时与Node A进行了绑定，那么A上的Kubelet就会从API Server上监听到此事件，那么该Kubelet就会做相应的创建工作。
(Kubelet除了监听API Server做相应的操作之外，还定时推送它所在节点的信息给API Server)
此调度涉及到三个对象，待调度的Pod，可用的Node，调度算法。简单的说，就是使用某种调度算法为待调度的Pod找到合适的运行此Pod的Node。
关于Kubernetes Scheduler的调度算法，我会再另写一篇文章。
Kubelet
Kubelet负责 Pod 对应的容器的创建，启动等任务，同时与Master节点密切协作。
每个Node节点上都会有一个Kubelet负责Master下发到该节点的具体任务，管理该节点上的Pod和容器。而且会在创建之初向API Server注册自身的信息，定时汇报节点的信息。它还通过cAdvisor监控容器和节点资源。
节点管理
Kubelet在创建之初就会向API Server做自注册，然后会定时报告节点的信息给API Server写入到Etcd中。默认为10秒。
Pod管理
Kubelet会监听API Server，如果发现对Pod有什么操作，它就会作出相应的动作。例如发现有Pod与本Node进行了绑定。那么Kubelet就会创建相应的Pod且调用Docker Client下载image并运行container。
容器健康检查
有三种方式对容器做健康检查：
1.在容器内部运行一个命令，如果该命令的退出状态码为0，则表明容器健康。
2.TCP检查。
3.HTTP检查。
cAdvisor资源监控
Kubelet通过cAdvisor对该节点的各类资源进行监控。如果集群需要这些监控到的资源信息，可以安装一个组件Heapster。
Heapster会进行集群级别的监控，它会通过Kubelet获取到所有节点的各种资源信息，然后通过带着关联标签的Pod分组这些信息。
如果再配合InfluxDB与Grafana，那么就成为一个完整的集群监控系统了。
Kube-proxy
实现 Kubernetes Service 的通信与负载均衡机制的重要组件。
负责接收并转发请求。Kube-proxy的核心功能是将到Service的访问请求转发到后台的某个具体的Pod。
无论是通过ClusterIP+Port的方式，还是NodeIP+NodePort的方式访问Service，最终都会被节点的Iptables规则重定向到Kube-proxy监听服务代理端口，该代理端口实际上就是SocketServer在本地随机打开的一个端口，SocketServer是Kube-proxy为每一个服务都会创建的“服务代理对象”的一部分。
当Kube-proxy监听到Service的访问请求后，它会找到最适合的Endpoints，然后将请求转发过去。具体的路由选择依据Round Robin算法及Service的Session会话保持这两个特性。
Kubelet是Kubernetes中的重要组件之一。如果把APIServer、Controller Manager、Scheduler比做大脑的话，那么Kubelet毫无疑问就是双手。它是做具体工作的组件。
Etcd
Etcd一种k-v存储仓库，可用于服务发现程序。在Kubernetes中就是用Etcd来存储各种k-v对象的。
所以我也认为Etcd是Kubernetes的一个重要组件。当我们无论是创建Deployment也好，还是创建Service也好，各种资源对象信息都是写在Etcd中了。
各个组件是通过API Server进行交流的，然而数据的来源是Etcd。所以维持Etcd的高可用是至关重要的。如果Etcd坏了，任何程序也无法正常运行了。
总结
Kubernetes的这些组件各自分别有着重要的功能。它们之间协同工作，共同保证了Kubernetes对于容器化应用的自动管理。
其中API Server起着桥梁的作用，各个组件都要通过它进行交互。Controller Manager像是集群的大管家，管理着许多事务。Scheduler就像是一个调度亭，负责Pod的调度工作。
Kubelet则在每个节点上都有，像是一个执行者，真正创建、修改、销毁Pod的工作都是由它来具体执行。
Kube-proxy像是负载均衡器，在外界需要对Pod进行访问时它作为代理进行路由工作，将具体的访问分给某一具体的Pod实例。
Etcd则是Kubernetes的数据中心，用来存储Kubernetes创建的各类资源对象信息。
这些组件缺一不可，无论少了哪一个Kubernetes都不能进行正常的工作。这里大概讲了下各组件的功能，感兴趣的可以分析Kubernetes的源码，github中就有。
