A arquitetura de cluster do Kubernetes consiste em dois tipos principais de componentes que podem ajudar a criar um sistema tolerante a falhas para executar aplicativos.

• Plano de controle: ele atua como o cérebro para gerenciar os clusters. 
• Nós de worker: atuam como a força bruta, fornecendo o ambiente de execução.

O plano de controle é responsável por manter o estado desejado de todo o cluster. Ele toma decisões globais sobre o agendamento, responde a eventos de clusters e gerencia o ciclo de vida de todos os objetos do Kubernetes. Os principais componentes do plano de controle incluem:

• Armazenamento de apoio (etcd): um armazenamento de chave-valor consistente e altamente disponível usado como armazenamento de apoio do Kubernetes para todos os dados de cluster.
• Servidor da API (kube-apiserver): serve como front-end do plano de controle, expondo a API Kubernetes. Ele gerencia e valida solicitações REST e, em seguida, atualiza o estado dos objetos relevantes no etcd.
• Programador (kube-scheduler): o programador monitora pods recém-criados que não têm um nó atribuído e seleciona um nó para eles serem executados com base na disponibilidade de recursos, políticas e especificações de afinidade.
• Gerenciador de controladores (kube-controller-manager) [opcional]: esse componente executa vários processos de controlador que regulam o estado do cluster. Por exemplo, os controladores existem para lidar com falhas de nós, manter o número correto de pods para uma implantação e gerenciar endpoints de serviço.

Os nós de trabalho são as máquinas em que os aplicativos conteinerizados são executados. Cada nó é gerenciado pelo plano de controle e contém os serviços necessários para executar pods. Os componentes principais em cada nó de trabalho incluem:

• kubelet: um agente que é executado em cada nó do cluster. Ele se comunica com o plano de controle e garante que os contêineres descritos nas especificações do pod estejam em execução e íntegros.
• kube-proxy [opcional]: esse proxy de rede é executado em cada nó e é responsável por manter as regras de rede nos nós. Essas regras de rede permitem a comunicação de rede com seus pods a partir de sessões de rede dentro ou fora do cluster.
• Ambiente de execução de contêineres : esse software gerencia a execução de contêineres e oferece suporte a vários ambientes de execução, sendo o containerd uma opção popular.

Embora o Kubernetes seja bastante avançado, configurar e operar um cluster do K8s seguro e de nível de produção envolve uma sobrecarga operacional significativa. É aqui que um serviço gerenciado como o Google Kubernetes Engine (GKE) pode oferecer um valor imenso para equipes corporativas. O GKE ajuda a simplificar o gerenciamento de clusters do Kubernetes automatizando muitas das tarefas complexas e demoradas.

O GKE fornece um plano de controle totalmente gerenciado, cuidando da disponibilidade, aplicação de patches e atualizações, para que sua equipe não precise se preocupar com isso. Ele oferece recursos como o modo Autopilot, que automatiza todo o gerenciamento operacional do cluster, incluindo nós e escalonamento, para reduzir ainda mais a sobrecarga e otimizar o uso de recursos. Com o GKE, os desenvolvedores podem se concentrar na escrita de código e na criação de aplicativos, enquanto a plataforma lida com a arquitetura e a infraestrutura do cluster Kubernetes, garantindo que sejam seguras, confiáveis e escalonáveis.