はじめに

この記事では、初心者がYoutube動画からkubernetesの基本概念についてまとめたものとなります。
以下のYoutubeで学んだ内容をピックアップしてまとめました。
この動画は、IT初心者の自分でもかなりクリアにK8sの概要が入ってきたとってもいい動画です！
https://www.youtube.com/watch?v=r0NpHb-6IvY

k8sの難しいところ

抽象的な概念が多く、レイヤーの異なる概念が混在しているから。

1. コンポーネント

コンポーネントとは、k8sを構成しているもの。大きく分けて二つある。

Control Planes：マスターとして、他のサーバーに指示を出す。実際の現場では3,4台で冗長化を図る。
Nodes：ワーカー。実際にコンテナが動作する環境。

上の図をさらに具体的にすると、こうなる。左がマスターノード、右がワーカーノード。
ポイントは、「全てkube-api-serverで繋がっている。APIで連携している。」　ということ。

ここまでで、以下の文章が理解できればOK

マスターとワーカーノードでクラスタが構成されている
コンテナをワーカーノードのコンテナランタイムで動かす
マスターノードとkubelet（各ワーカーノードで実行されるエージェント。マスターノードとやりとりして指示に従う）が通信している
マスターノードではいろんなコンポーネンントが動いている（全てAPI連携）

2. リソース

k8sではコンテナをうまく管理するために、OSの機能や仕組みをリソースというもので抽象化している。

例）apacheコンテナを起動してポート8080で外部公開する場合

┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  ユーザーが記述（抽象化）                                       │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  apiVersion: v1                                               │
│  kind: Service                                                │
│  spec:                                                        │
│    ports:                                                     │
│    - port: 8080    ← これだけで定義できる                     │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
                         ↓
            kube-proxyが自動変換
                         ↓
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  実体（OSの機能：iptables）                                    │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  iptables -A KUBE-SERVICES \                                  │
│    -p tcp --dport 8080 \                                      │
│    -j KUBE-SVC-XXXXXXXX                                        │
│                                                               │
│  iptables -A KUBE-SVC-XXXXXXXX \                              │
│    -m statistic --mode random \                               │
│    -j KUBE-SEP-YYYYYYYY    ← 複雑なルールを自動生成            │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘

上の説明を聞いて、リソースとは
作業がテーマ別でまとめられたもの と理解しました。

リソースとは：テーマ別の作業のまとまり

従来の方法：
┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│  作業1: コンテナ起動        ← バラバラに作業が必要        │
│  作業2: ネットワーク設定                                   │
│  作業3: プロセス管理                                       │
│  作業4: ロードバランシング                                 │
│  作業5: ログ管理                                           │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

Kubernetesのリソース：
┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Podリソース              ← 「コンテナ実行」に関する作業を集約 │
│  └─ 作業: コンテナ起動、リソース制限など                   │
├──────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Serviceリソース          ← 「ネットワーク」に関する作業を集約 │
│  └─ 作業: ポート公開、ロードバランシング、DNS登録など      │
├──────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Deploymentリソース       ← 「管理・運用」に関する作業を集約    │
│  └─ 作業: レプリカ管理、自動再起動、更新戦略など            │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

3. リソース例を見てみる（Podの起動）

最後に、実際の起動の流れの一部を例に取ってみてきます。
２までの内容で、実際にPodが起動する際には以下が順番に実行されると理解しました。

Podリソース
Serviceリソース
deploymentリソース

ここではそのうちのPodリソースにおいて、実際にKubernetes内部で自動的に行われている処理をみていきます。

Podの作成を依頼（kubectlやAPIなど）
- クライアントPCから、kubectl applyなどのコマンドでPodの作成を依頼し、API ServerにPodリソースの情報が送信される
ControllerがAPI Serverの変化を検知して別のAPIを呼ぶ
- ControllerはAPI Serverを監視しているので、リソースの変化を検知し他のAPIを呼び出し追加の処理を実行する
kube-schedulerがAPI Serverの変化を検知してPodをどのワーカーノードに配置するか指定
- APIが叩かれるとKubeschedulerがAPIサーバーに、podの置く場所（最適なワーカーノード）を提案する
kubeletがマスターノードのAPI Serverの動きを定期的にチェックしているので、そこからPodの作成依頼を取得
- kubeletも定期的にAPI Serverを監視しているので、自分のワーカーノードにコンテナ起動する場合自分で気づいて、Podの作成依頼内容を取得する。
kubeletからDocker（コンテナランタイム）へコンテナの作成を依頼
- kubeletが取得したPodの作成依頼内容を、コンテナランタイム（Docker/containerdなど）にAPI経由で依頼する。
Docker（コンテナランタイム）によってコンテナが作成される
- コンテナランタイムが実際にコンテナイメージを取得し、コンテナを起動し、Podが実際に動作状態になる。

まとめ

概念がk8s専用なので、大きいところからまず理解して、切り分ける。
その後、切り分けた後の１つを例に取って流れを理解していく。（手を動かす）

この流れで勉強するといいのではないかなと思いました。次は、実際に手を動かしてみます！