Cluster API — 專案總覽

Cluster API（CAPI）是 Kubernetes SIG Cluster Lifecycle 下的子專案，旨在以宣告式 Kubernetes 風格 API 自動化管理多個 Kubernetes 叢集的完整生命週期，包括佈建、升級與操作。

官方定義

Cluster API 使用 Kubernetes 風格的 API 與模式，讓平台工程師能以與應用程式部署相同的方式管理叢集基礎設施（VM、Network、LB、VPC 等）。

什麼是 Cluster API？

傳統的 Kubernetes 叢集管理往往高度依賴各家雲端廠商或基礎設施平台的自定義腳本，難以跨環境複用。Cluster API 解決這個問題的方式是：

• 統一抽象：將「叢集」本身定義為 Kubernetes CRD（Custom Resource Definition）
• Provider 插件化：將基礎設施差異封裝到 Provider 中（AWS、Azure、vSphere 等）
• 宣告式管理：叢集狀態透過 Kubernetes Reconciliation 自動維持

核心架構概念

概念	說明
Management Cluster	運行 CAPI 控制器的 Kubernetes 叢集，管理其他叢集
Workload Cluster	由 CAPI 管理、運行實際工作負載的目標叢集
Provider	實作基礎設施、Bootstrap 或 ControlPlane 介面的元件
clusterctl	CAPI 官方 CLI 工具，用於初始化 Management Cluster 與建立叢集
ClusterClass	叢集範本（Template），支援拓撲化（Topology）管理

專案版本資訊

• 模組路徑：sigs.k8s.io/cluster-api
• API 版本：v1beta2（core, addons, ipam, runtime）
• 最低 Go 版本：Go 1.25

// 檔案: go.mod
module sigs.k8s.io/cluster-api

go 1.25.0

Provider 生態系

CAPI 支援多種 Provider 類型，社群已有豐富的實作：

Provider 類型	範例	說明
Infrastructure Provider	AWS, Azure, GCP, vSphere, Metal3, MAAS	管理 VM/實體機器佈建
Bootstrap Provider	kubeadm（內建）, Talos, MicroK8s	管理節點初始化
Control Plane Provider	KubeadmControlPlane（內建）, Talos	管理控制平面節點
IPAM Provider	in-cluster IPAM（內建）	管理 IP 位址分配

文件導覽

頁面	說明
系統架構	Management Cluster、Provider 模型、整體架構
核心功能	Cluster、Machine、MachineSet、MachineDeployment 生命週期
控制器與 API	各控制器邏輯與 CRD 結構
Provider 模型	InfrastructureProvider、BootstrapProvider、ControlPlaneProvider
ClusterClass 與 Topology	拓撲化叢集管理
叢集生命週期	建立、擴縮、升級、刪除完整流程
外部整合	clusterctl、Tilt 開發流程

建議閱讀順序

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