Opišite arhitekturu Kubernetesa: control plane naspram worker nodeova i njihove komponente.

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

Kubernetes klaster ima dvije vrste strojeva: **control plane** ("mozak" koji donosi odluke i pohranjuje stanje) i **worker nodeove** (gdje se vaši Podovi zapravo pokreću). Svaki ima mali skup dobro definiranih komponenti.

## Šira slika

```text
┌──────────────── CONTROL PLANE (the brain) ────────────────┐
│                                                            │
│   kube-apiserver ── the front door; ALL comms go through it│
│        │                                                   │
│   etcd ───────── key-value store: the cluster's SOURCE OF  │
│                  TRUTH (all objects & desired state)       │
│   kube-scheduler ── decides WHICH node a new Pod runs on   │
│   controller-manager ── runs control loops (reconcilers)   │
└──────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
                           │ (apiserver)
   ┌───────────────────────┼───────────────────────┐
┌──┴─── WORKER NODE ──┐ ┌──┴─── WORKER NODE ──┐  ...
│ kubelet             │ │ kubelet             │
│ kube-proxy          │ │ kube-proxy          │
│ container runtime   │ │ container runtime   │
│  └ Pods (your apps) │ │  └ Pods (your apps) │
└─────────────────────┘ └─────────────────────┘
```

## Komponente control planea

```text
kube-apiserver        The single entry point. Exposes the REST API; validates &
                      persists objects to etcd. kubectl, controllers, and kubelets
                      all talk ONLY to the apiserver.
etcd                  Distributed, consistent key-value store. Holds the ENTIRE
                      cluster state (desired + current). Lose etcd = lose the cluster.
kube-scheduler        Watches for Pods with no node assigned and picks the best node
                      (based on resource requests, affinity, taints, etc.).
kube-controller-      Runs the control loops: node controller, replication (ReplicaSet),
manager               deployment, job, endpoints, etc. Each loop drives actual → desired.
cloud-controller-     (On cloud) integrates with the provider: load balancers, routes,
manager               node lifecycle.
```

## Komponente worker nodea

```text
kubelet          The node agent. Talks to the apiserver, starts/stops containers via
                 the runtime, and reports Pod & node status. It makes the node's
                 reality match the Pods assigned to it.
kube-proxy       Programs the node's networking (iptables/IPVS) so that Service virtual
                 IPs are load-balanced to the right Pod endpoints.
container runtime The software that actually runs containers (containerd, CRI-O).
```

## Kako "kubectl apply" prolazi kroz sustav

```text
1. kubectl → kube-apiserver: "I want a Deployment with 3 replicas"
2. apiserver validates & writes the object to etcd
3. controller-manager (deployment→replicaset controller) sees it, creates 3 Pod objects
4. scheduler sees 3 unassigned Pods, assigns each to a node (writes back via apiserver)
5. each node's kubelet sees its Pods, tells the runtime to pull images & start containers
6. kube-proxy wires up Service networking so traffic reaches the new Pods
Everything is a WATCH + RECONCILE loop mediated by the apiserver.
```

```bash
kubectl get nodes                 # popis nodeova (control-plane + workeri)
kubectl get pods -n kube-system   # vidi komponente control-planea / sustava
kubectl get componentstatuses     # zdravlje jezgrenih dijelova control-planea
```

## Zašto je to važno

Razumijevanje podjele između control planea i worker nodeova — i uloge svake komponente — pretvara Kubernetes iz crne kutije u sustav o kojem možete razmišljati i kojim možete upravljati, pa je to jezgreno znanje za svakog inženjera srednje razine ili iznad. **Control plane** je mozak koji donosi odluke: **kube-apiserver** je jedina ulazna vrata kroz koja komunicira svaka komponenta i korisnik; **etcd** je konzistentni key-value store koji drži cjelokupno stanje klastera i izvor je istine (izgubiti ga znači izgubiti klaster); **scheduler** odlučuje na koji node slijeće svaki novi Pod; a **controller-manager** pokreće petlje usklađivanja koje neprestano vode stvarno stanje prema željenom. Na svakom **worker nodeu**, **kubelet** je agent koji čini da kontejneri nodea odgovaraju Podovima dodijeljenima njemu, **kube-proxy** programira umrežavanje koje čini da virtualni IP-ovi Servicea usmjeravaju na prave Podove, a **container runtime** (containerd, CRI-O) zapravo pokreće kontejnere. Sagledavanje kako jedan `kubectl apply` prolazi kroz ovaj sustav — od apiservera do etcd-a, controlleri kreiraju objekte, scheduler smješta Podove, kubeleti pokreću kontejnere, kube-proxy uspostavlja umrežavanje, sve kao petlje promatranja i usklađivanja — otkriva elegantan, konzistentan dizajn iza platforme. Upravo je taj mentalni model ono što vam treba za otklanjanje grešaka zašto je Pod zaglavljen u Pending stanju (scheduler), zašto je klaster ne reagira (apiserver/etcd) ili zašto Service ne usmjerava (kube-proxy), što ga čini nezaobilaznim za rad i rješavanje problema stvarnih klastera.

Šira slika

Komponente control planea

Komponente worker nodea

Kako "kubectl apply" prolazi kroz sustav

Zašto je to važno

Povezana pitanja