L'architettura di un cluster Kubernetes è costituita da 2 tipi principali di componenti che possono aiutare a creare un sistema a tolleranza di errore per l'esecuzione delle applicazioni.

• Control plane: funge da cervello per gestire i cluster. 
• Nodi worker: fungono da braccio fornendo l'ambiente di runtime.

Il control plane è responsabile del mantenimento dello stato desiderato dell'intero cluster. Prende decisioni globali sulla pianificazione, risponde agli eventi del cluster e gestisce il ciclo di vita di tutti gli oggetti Kubernetes. I componenti chiave del control plane includono quanto segue.

• Archivio di backup (etcd): un archivio di coppia chiave-valore coerente e a elevata affidabilità utilizzato come archivio di backup di Kubernetes per tutti i dati del cluster.
• Server API (kube-apiserver): funge da front-end del control plane, esponendo l'API Kubernetes. Gestisce e convalida le richieste REST, quindi aggiorna lo stato degli oggetti pertinenti all'interno di etcd.
• Scheduler (kube-scheduler): lo scheduler monitora i pod appena creati a cui non è stato assegnato un nodo e seleziona un nodo su cui eseguirli in base alla disponibilità delle risorse, alle policy e alle specifiche di affinità.
• [Facoltativo] Gestore dei controller (kube-controller-manager): questo componente esegue vari processi di controller che regolano lo stato del cluster. Ad esempio, esistono controller per gestire gli errori dei nodi, mantenere il numero corretto di pod per un deployment e gestire gli endpoint del servizio.

I nodi worker sono le macchine in cui vengono effettivamente eseguite le applicazioni containerizzate. Ogni nodo è gestito dal control plane e contiene i servizi necessari per eseguire i pod. I componenti principali di ogni nodo worker includono quanto segue.

• Kubelet: un agente che viene eseguito su ogni nodo del cluster, il kubelet comunica con il control plane e garantisce che i container descritti nelle specifiche del pod siano in esecuzione e integri.
• [Facoltativo] Kube-proxy: questo proxy di rete viene eseguito su ogni nodo ed è responsabile della gestione delle regole di rete sui nodi. Queste regole di rete consentono la comunicazione di rete ai tuoi pod da sessioni di rete all'interno o all'esterno del tuo cluster.
• Runtime container: questo software gestisce l'esecuzione dei container e supporta vari runtime (containerd è un'opzione molto diffusa).

Sebbene Kubernetes sia incredibilmente potente, la configurazione e la gestione di un cluster K8s sicuro e di livello di produzione comporta un significativo overhead operativo. È qui che un servizio gestito come Google Kubernetes Engine (GKE) può fornire un valore immenso ai team aziendali. GKE può aiutarti a semplificare la gestione dei cluster Kubernetes automatizzando molte delle attività complesse e dispendiose in termini di tempo.

GKE può fornire un control plane completamente gestito, occupandosi della sua disponibilità, delle patch e degli aggiornamenti, in modo che il tuo team non debba farlo. Offre funzionalità come la modalità Autopilot, che automatizza l'intera gestione operativa del cluster, inclusi nodi e scalabilità, per ridurre ulteriormente l'overhead e ottimizzare l'utilizzo delle risorse. Con GKE, gli sviluppatori possono concentrarsi sulla scrittura del codice e sulla creazione di applicazioni, mentre la piattaforma gestisce l'architettura e l'infrastruttura del cluster Kubernetes sottostante, garantendone la sicurezza, l'affidabilità e la scalabilità.