K8S核心知识点

K8S核心概念

Pod

K8S最小调度单元，包含一个或多个容器，共享网络和存储。Pod设计为临时性，通常由控制器管理生命周期。

Deployment

声明式管理Pod副本集的控制器，支持滚动更新、回滚和扩缩容。通过定义replicas确保应用高可用。

Service

为一组Pod提供稳定访问入口，通过标签选择器关联Pod。支持ClusterIP、NodePort、LoadBalancer等类型。

Namespace

逻辑隔离集群资源，适用于多租户环境。系统默认创建kube-system、default等命名空间。

核心架构组件

Master节点

API Server：集群操作入口，RESTful接口交互
Scheduler：根据资源需求将Pod调度到Node
Controller Manager：运行副本控制、节点监控等核心控制器
etcd：分布式键值存储，保存集群状态

Node节点

K8S的架构图

kubelet：与API Server通信，管理容器生命周期
kube-proxy：维护网络规则，实现Service负载均衡
容器运行时：如Docker、containerd，负责运行容器

网络模型

CNI插件

实现Pod跨节点通信，常见方案包括Calico、Flannel、Cilium。需满足以下要求：

所有Pod可不经NAT直接通信
节点与Pod可不经NAT直接通信
Pod看到的自身IP与其他Pod看到的IP一致

Ingress

管理外部访问的API对象，通过规则定义HTTP/HTTPS路由。通常配合Ingress Controller（如Nginx）使用。

存储管理

Volume

提供Pod级持久化存储，支持emptyDir、hostPath、NFS等类型。生命周期与Pod绑定。

PV/PVC

PersistentVolume (PV)：集群存储资源，由管理员配置
PersistentVolumeClaim (PVC)：用户存储请求，动态绑定PV

StorageClass

定义动态供给存储的模板，支持按需创建PV（如AWS EBS、GCE PD）。

运维关键点

资源配额

通过ResourceQuota限制Namespace级别的CPU、内存等资源使用量，避免资源抢占。

HPA

Horizontal Pod Autoscaler基于CPU/内存或自定义指标自动扩缩容，示例配置：

yaml 复制代码

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: php-apache
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

RBAC

基于角色的访问控制，通过Role和RoleBinding定义细粒度权限。示例：

yaml 复制代码

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

调试命令

基础诊断

bash 复制代码

kubectl get pods -n <namespace>  # 查看Pod状态
kubectl describe pod <pod-name>  # 获取详细事件
kubectl logs <pod-name> -c <container>  # 查看容器日志

网络测试

bash 复制代码

kubectl exec -it <pod-name> -- curl <service-name>  # 测试Service连通性
kubectl run busybox --image=busybox --rm -it --restart=Never -- ping <ip>  # 临时诊断容器

资源监控

bash 复制代码

kubectl top nodes  # 查看节点资源使用
kubectl top pods   # 查看Pod资源消耗