Kubernetes属于典型的Server-Client形式的二层架构，在程序级别，Master主要由API Server（kube-apiserver）、ControllerManager（kube-controller-manager）和Scheduler（kubescheduler）这3个组件，以及一个用于集群状态存储的etcd存储服务 组成，它们构成整个集群的控制平面；而每个Node节点则主要包含 kubelet、kube-proxy及容器运行时（Docker是最为常用的实现）3个 组件，它们承载运行各类应用容器。各组件如图1-8中的粗体部分组件 所示。
Master组件
Master组件是集群的“脑力”输出者，它维护有Kubernetes的所有对象记录，负责持续管理对象状态并响应集群中各种资源对象的管 理操作，以及确保各资源对象的实际状态与所需状态相匹配。控制平 面的各组件支持以单副本形式运行于单一主机，也能够将每个组件以多副本方式同时运行于多个主机上，提高服务可用级别。控制平面各组件及其主要功能如下。
API Server
API Server是Kubernetes控制平面的前端，支持不同类型应用的生命周期编排，包括部署、缩放和滚动更新等。它还是整个集群的网 关接口，由kube-apiserver守护程序运行为服务，通过HTTP/HTTPS协 议将RESTful API公开给用户，是发往集群的所有REST操作命令的接入 点，用于接收、校验以及响应所有的REST请求，并将结果状态持久存 储于集群状态存储系统（etcd）中。
集群状态存储
Kubernetes集群的所有状态信息都需要持久存储于存储系统etcd中。etcd是由CoreOS基于Raft协议开发的分布式键值存储，可用于服 务发现、共享配置以及一致性保障（如数据库主节点选择、分布式锁 等）。显然，在生产环境中应该以etcd集群的方式运行以确保其服务 可用性，并需要制定周密的备份策略以确保数据安全可靠。
etcd还为其存储的数据提供了监听（watch）机制，用于监视和推 送变更。API Server是Kubernetes集群中唯一能够与etcd通信的组 件，它封装了这种监听机制，并借此同其他各组件高效协同。
控制器管理器
控制器负责实现用户通过API Server提交的终态声明，它通过一系列操作步骤驱动API对象的当前状态逼近或等同于期望状态。 Kubernetes提供了驱动Node、Pod、Server、Endpoint、 ServiceAccount和Token等数十种类型API对象的控制器。从逻辑上 讲，每个控制器都是一个单独的进程，但是为了降低复杂性，它们被 统一编译进单个二进制程序文件kube-controller-manager（即控制器 管理器），并以单个进程运行。
调度器
Kubernetes系统上的调度是指为API Server接收到的每一个Pod创建请求，并在集群中为其匹配出一个最佳工作节点。kube-scheduler 是默认调度器程序，它在匹配工作节点时的考量因素包括硬件、软件 与策略约束，亲和力与反亲和力规范以及数据的局部性等特征。
Node组件
Node组件是集群的“体力”输出者，因而一个集群通常会有多个Node以提供足够的承载力来运行容器化应用和其他工作负载。每个 Node会定期向Master报告自身的状态变动，并接受Master的管理。
kubelet
kubelet是Kubernetes中最重要的组件之一，是运行于每个Node之上的“节点代理”服务，负责接收并执行Master发来的指令，以及管 理当前Node上Pod对象的容器等任务。它支持从API Server以配置清单 形式接收Pod资源定义，或者从指定的本地目录中加载静态Pod配置清 单，并通过容器运行时创建、启动和监视容器。 kubelet会持续监视当前节点上各Pod的健康状态，包括基于用户 自定义的探针进行存活状态探测，并在任何Pod出现问题时将其重建为 新实例。它还内置了一个HTTP服务器，监听TCP协议的10248和10250端 口：10248端口通过/healthz响应对kubelet程序自身的健康状态进行 检测；10250端口用于暴露kubelet API，以验证、接收并响应API Server的通信请求。
容器运行时环境
Pod是一组容器组成的集合并包含这些容器的管理机制，它并未额外定义进程的边界或其他更多抽象，因此真正负责运行容器的依然是 底层的容器运行时。kubelet通过CRI（容器运行时接口）可支持多种 类型的OCI容器运行时，例如docker、containerd、CRI-O、runC、 fraki和Kata Containers等。
kube-proxy
kube-proxy也是需要运行于集群中每个节点之上的服务进程，它把API Server上的Service资源对象转换为当前节点上的iptables或 （与）ipvs规则，这些规则能够将那些发往该Service对象ClusterIP 的流量分发至它后端的Pod端点之上。kube-proxy是Kubernetes的核心 网络组件，它本质上更像是Pod的代理及负载均衡器，负责确保集群中 Node、Service和Pod对象之间的有效通信。
