Kubernetes核心组件

Kubernetes是目前最主流的容器编排平台。理解其核心组件是掌握K8s的第一步：Pod是最小部署单元，Service提供网络抽象，Deployment管理副本，Ingress处理外部流量。

Pod管理与调度

Pod是K8s中最基本的计算单元，可以包含一个或多个容器。

Pod设计模式

  • Sidecar模式：主容器+辅助容器（如日志收集、代理）
  • Init容器：在主容器启动前执行初始化任务
  • Adapters：将不同应用的输出标准化

资源管理

合理设置资源请求和限制是保证集群稳定的关键：

resources:
  requests:
    memory: "256Mi"
    cpu: "500m"
  limits:
    memory: "512Mi"
    cpu: "1000m"

调度策略

  • 节点选择器：将Pod调度到特定标签的节点
  • 节点亲和性：更灵活的节点选择规则
  • Pod亲和性/反亲和性：控制Pod之间的分布关系

服务发现

K8s中的服务发现通过Service和DNS实现。

Service类型

  • ClusterIP：集群内部访问，默认类型
  • NodePort：通过节点IP和端口访问
  • LoadBalancer：云平台负载均衡器
  • ExternalName：外部服务的DNS别名

Ingress控制器

Ingress负责将外部HTTP/HTTPS流量路由到集群内部服务：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: myapp-ingress
spec:
  rules:
  - host: myapp.example.com
    http:
      paths:
      - path: /api
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: api-service
            port:
              number: 80

自动伸缩

HPA（水平Pod自动伸缩）

基于CPU、内存或自定义指标自动调整Pod数量：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: myapp-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: myapp
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 70

生产环境运维

监控与日志

  • Metrics Server：基础资源指标收集
  • Prometheus + Grafana：全面监控方案
  • EFK/PLG：日志收集和分析

安全最佳实践

  • 使用RBAC控制访问权限
  • 启用NetworkPolicy隔离网络
  • 使用PodSecurityAdmission限制Pod权限
  • 定期更新集群版本和节点镜像

故障排查

常用命令：kubectl describe查看资源详情，kubectl logs查看Pod日志，kubectl exec进入容器调试，kubectl top查看资源使用情况。

掌握这些核心实践，能够帮助团队构建稳定、可扩展的Kubernetes生产集群。