Kubernetes 的運作方式——由目標狀態到執行中的工作負載
Kubernetes 的運作方式，畫在一張互動畫布上：宣告檔、控制平面、排程，以及令工作負載一直執行下去的那個調和迴圈。
Kubernetes 靠不斷調和來執行容器化的應用程式：你宣告目標狀態，然後由控制平面與工作節點合力令整個叢集與它相符。
Kubernetes 的運作方式——由目標狀態到執行中的工作負載
The interactive FlowJam canvas for this explanation — every lane, row and arrow above is a real QueryChart diagram you can open and edit.
How to read this visual
- 由左至右讀這四個直欄：宣告、排程、執行、維持。
- 上方控制平面那些列負責決定；下方工作節點那些列負責做。由上而下的箭頭是指令；由「Pod 是否健康？」繞回上方的那條線，就是調和的循環。
- 宣告檔裡的目標狀態是真實來源——其餘每一個方框存在的意義，都是把現實推向它。
宣告目標狀態
「以 kubectl apply 送出一份目標狀態宣告檔」是一切的起點：開發者描述那個目標——「API 三個副本、映像檔 v2.1、連接埠 8080」——然後送出。「API 伺服器把目標狀態存入 etcd」是落實的一刻：控制平面的 API 伺服器是整套系統的大門，而 etcd 是叢集的真實來源。之後發生的一切，都是這一次寫入的後果。
排程
「排程器監看狀態，為這些 Pod 挑選節點」與「排程器把每一個 Pod 指派到一個健康的節點」，是控制平面在決定工作在哪裡執行。排程器會考慮每個節點的資源與限制條件，把 Pod 放到最合適的候選節點上——開發者選的不是機器，只是目標狀態。
在工作節點上執行
「節點上的 kubelet 拉取映像檔並啟動容器」是這個安排裡屬於工作節點的一半：kubelet 是控制平面派駐在每個節點上的代理，它與容器執行環境溝通，啟動指派過來的 Pod，並把健康狀況回報上去。「一個 Service 把流量導向執行中的 Pod」補上了穩定的網絡入口——Pod 來來去去，但 Service 的名稱不會變。
維持這個狀態
「控制器進行調和——重啟失敗的部分、增減副本」就是那個回饋迴圈，而「Pod 是否健康？」就是它的探測——存活與就緒檢查決定一個 Pod 是被替換（「否」這條分支繞回調和），還是被保留。「Deployment（部署物件）維持在目標狀態」是終點狀態：那不是一件做完了的工作，而是一個與自己的宣告檔相符、正在執行的系統。
Key relationships and takeaways
- Kubernetes 是宣告式的：你說出目標，而不是步驟，其餘由系統負責。
- 控制平面負責決定，kubelet 負責執行——沒有 etcd 裡那份目標狀態，甚麼都不會執行。
- 調和就是那個迴圈：比較、把差異套用上去、重複，永遠如此。
- 探測決定健康與否，而健康與否決定是否替換——一個失敗的 Pod 不需要人手介入就會被重啟。
- Kubernetes 編排的正是 Docker 打包出來的容器，這也是兩張圖解互相連得上的原因。
When to use this visual
- 向一支剛接觸 Kubernetes 的團隊，講解控制平面與工作節點的分別。
- 在有人動手寫第一份 Deployment 與 Service 宣告檔之前，先教會他們宣告式這個模型。
- 為一場關於自動修復的討論定下基礎——哪些問題 Kubernetes 會自動修好，哪些仍然要靠維運的人。
運作方式
標註你實際執行的宣告檔
在 apply 那一步上加註你真實的 Deployment 與 Service——副本數量、映像檔、連接埠——讓這張圖反映的是你自己的叢集。
加上網絡那一層
在 Service 與用戶之間插入一個 Ingress 方框，並註明你的叢集怎樣把流量對外開放，因為這正是大部分團隊最先動手改的部分。
畫出你的擴展規則
把調和那一步延伸出一條 Horizontal Pod Autoscaler 的分支，按 CPU 或自訂指標增減副本，並以它自己的狀態作結。
補上失敗與儲存的路徑
把有狀態工作負載用到的持久卷，以及你採用的 anti-affinity 規則都畫進去，每一項都配一則說明原因的備註。
常見問題
簡單來說，Kubernetes 是甚麼？
Kubernetes 是一套系統，它在一個由多部機器組成的叢集上執行容器化的應用程式，並令它們一直執行下去。你告訴它你想要甚麼——每個應用程式要幾多份、用哪個映像檔、開哪些連接埠——然後它把工作排程到機器上、重啟失敗的部分、按需要增減規模，並把流量導向正確的地方。這張圖解把這件事拆成宣告、排程、執行與維持。
Kubernetes 裡的控制平面是甚麼？
控制平面是一組為叢集作決定的組件：接收你的宣告檔的 API 伺服器、儲存目標狀態的 etcd、負責安放 Pod 的排程器，以及把現實調和向目標狀態的各個控制器。它是腦。工作節點則是肌肉——每一個節點都執行一個 kubelet，負責啟動並監察指派給它的 Pod。
在 Kubernetes 裡，「宣告式」是甚麼意思？
意思是你描述目標狀態，而不是發出一連串指令去達成它。你套用一份寫著「執行三個副本」的宣告檔；至於步驟，由 Kubernetes 自己想出來，而且只要現實一有偏移，它就會再做一次。如果一個 Pod 死掉，控制器會建立一個替代品，回到三個——不需要任何人重跑一次指令。宣告檔是真實來源，而調和就是那個機制。
Kubernetes 怎樣令應用程式保持健康？
靠探測與調和迴圈。存活探測告訴 Kubernetes 一個容器是否還活著——存活探測失敗就會重啟它。就緒探測告訴它一個 Pod 是否可以服務流量——就緒探測失敗就會把它由 Service 移走。控制器持續把執行中的狀態與目標狀態比較，並把差異套用上去，而這正是圖解裡「Pod 是否健康？」這個決策所代表的迴圈。
用 QueryChart（FlowJam）編輯這張圖解
把上面這張 Kubernetes 畫布開啟為你自己的圖表——把各個組件改名為你自己的叢集，並標註你的工作負載。