Kubernetes 概念详解

Kubernetes 概念详解

一、核心资源体系架构

Kubernetes 作为容器编排系统，通过一系列核心资源实现对分布式应用的全生命周期管理。以下是关键资源的分类与关系：

二、基础资源详解

1. Pod（最小调度单元）

定义 ：包含一个或多个紧密协作的容器

特性：

共享网络命名空间

共享存储卷

生命周期一致性

典型场景：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80

2. Namespace（逻辑隔离域）

作用：

资源隔离

权限控制

环境区分

操作示例：

kubectl create namespace dev
kubectl get pods -n dev

三、配置管理资源

1. ConfigMap（非敏感配置）

使用方式：

作为环境变量注入

挂载为配置文件

直接在 YAML 中引用

创建示例：

kubectl create configmap app-config --from-literal=APP_COLOR=blue

2. Secret（敏感信息管理）

类型：

Opaque（通用类型）

kubernetes.io/dockerconfigjson（镜像仓库认证）

kubernetes.io/basic-auth（基础认证）

安全特性：

加密存储（需开启 etcd 加密）

最小化挂载

审计日志

四、服务发现与负载均衡

1. Service（四层负载均衡）

类型对比：

2. Ingress（七层负载均衡）

核心功能：

基于域名的路由

SSL 终止

请求转发策略

速率限制

五、工作负载管理

1. Deployment（无状态应用）

特性：

滚动更新

回滚机制

副本管理

升级策略：

strategy:
  rollingUpdate:
    maxSurge: 25%
    maxUnavailable: 25%

2. StatefulSet（有状态应用）

关键特性：

唯一网络标识

持久化存储

有序部署 / 扩展

状态持久化

典型应用场景：

数据库集群（MySQL/PostgreSQL）

消息队列（Kafka/RabbitMQ）

分布式缓存（Redis 集群）

六、存储管理

1. Volume（存储卷）

类型分类：

临时卷（emptyDir）

持久卷（PersistentVolume）

云存储卷（AWS EBS/GCE PD）

网络存储卷（NFS/GlusterFS）

2. PersistentVolumeClaim（PVC）

生命周期：

用户创建 PVC

系统匹配 PV

绑定到 Pod

释放后回收策略

七、高级调度

1. NodeSelector（节点选择）

nodeSelector:
  disktype: ssd

2. Tolerations & Taints（污点与容忍）

污点设置：

kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule

容忍配置：

tolerations:
- key: "key"
  operator: "Equal"
  value: "value"
  effect: "NoSchedule"

八、运维管理

1. Horizontal Pod Autoscaler（HPA）

配置示例：

kubectl autoscale deployment web --cpu-percent=80 --min=2 --max=10

2. Job/CronJob（批处理任务）

定时任务示例：

apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
spec:
  schedule: "0 */6 * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      containers:
      - name: backup
        image: busybox
        command: ["/bin/sh", "-c", "echo Backup executed at $(date)"]

九、概念对比