Kubernetes

习题预习

1. 什么是Kubernetes？它能够怎样帮助企业管理容器化的应用程序？
2. 如何在Kubernetes中部署容器？你需要哪些元素？
3. 如何在Kubernetes集群中调度Pod？Pod是什么？
4. Kubernetes的水平扩展和自动缩放特性是怎么实现的？
5. 请描述Kubernetes的管理工具和控制平面，以及它们的作用。

说明知识

Kubernetes是一个开源的容器化应用管理平台，可以自动化部署、管理和扩展容器应用。它支持多个容器化平台，如Docker、rkt和CRI-O等。Kubernetes的主要目的是让开发者和运维人员更加轻松地管理应用的生命周期。

例如，想像一个公司正在开发一个Web应用程序，需要在多个环境中运行，例如开发、测试、预生产和生产环境。为了管理这个应用，需要考虑管理系统、安全性和可靠性。使用Kubernetes，开发人员和运维人员可以定义容器，然后使用Kubernetes在集群中自动部署、跨不同环境管理、调整和扩展这些容器。

Kubernetes还可以自动管理应用程序的网络、存储和计算资源。它可以自动扩展或缩小应用程序，以根据负载需求来动态调整资源。Kubernetes还支持自动易用性、容错性和可恢复性。它可以自动补救容错事件，提高应用程序的可靠性，并让运维人员专注于更重要的任务。

条列重点

• Kubernetes是一个开源的容器管理平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。
• 它基于容器技术，如Docker，提供了一个平台来协调容器之间的通信和管理。
• Kubernetes包括几个核心概念，例如Pod、Service、ReplicaSet和Deployment等。
• Pod是最小的可部署单元，它可以包含一个或多个容器，并共享相同的网络和存储资源。
• Service定义了一个称为Kubernetes Service的抽象层，它允许应用程序透明地与其他应用程序进行通信。
• ReplicaSet用于确保Pod数量恒定并进行扩展，进行应用程序在不同节点上的复制。
• Deployment是一个高级抽象层，用于提供应用程序的滚动更新和版本回溯等管理功能。
• Kubernetes还提供了许多扩展机制，例如Operator框架和CustomResourceDefinitions，用于定义和管理自定义资源。
• 它还提供了许多受欢迎的插件和工具，例如Helm、KubeDB和Prometheus，用于构建和管理Kubernetes生态系统。
• Kubernetes能够运行在各种服务器和云端环境上，例如AWS、GCP和Azure等。

知识测验

1. 您有一个Kubernetes集群，其中一个Pod变得非常不稳定且停止运行，请问您会如何诊断并修复此问题?

答案：您可以使用 kubectl describe pod [pod_name] 命令来查看Pod的详细信息，了解可能存在的问题。您还可以使用 kubectl logs [pod_name] 命令来查看Pod的日志文件，检查是否存在任何错误或例外。如果必要，您可以透过 kubectl delete pod [pod_name] 命令来删除该Pod，并运行一个新的Pod来取代它。

2. 您需要在Kubernetes集群中运行一个容器化的应用程序，该应用程序需要读取一个配置文件，请问您会如何将配置文件传递给该应用程序?

答案：您可以透过 Kubernetes ConfigMap 来存储您的配置文件，并且在Pod的部署配置中使用volume将其挂载到该容器中。这样，您的应用程序就能够在运行时将配置文件读取至容器内，以进行运行。

3. 您需要设置Kubernetes Deployment，以在一个Pod故障时自动进行应用程序的水平扩展及恢复，请问您需要如何完成?

答案：您可以在Deployment部署中使用replicaSet配置，以确保在Pod故障时自动进行应用程序的水平扩展及恢复。Kubernetes会基于您所指定的replica数量自动生产Pod，并且在Pod故障时自动终止失效的Pod，并再生产一个新的Pod，以达到恢复应用程序的目的。

4. 您需要存储应用程序中的数据，但在Pod故障时不会丢失，请问您应该如何实现?

答案：您可以使用 Kubernetes StatefulSet 部署，以保证在Pod故障时数据不会丢失。StatefulSet会为每个Pod分配一个单独的识别码，同时也会独立的分配存储区域，以确保在Pod故障时数据不会丢失。您可以使用 PVC（Persistent Volume Claim）与之相结合，以确保Pod在重启时，它的存储资料可以重新挂载回它所属的Pod。

5. 您需要在Kubernetes中运行多个容器，这些容器需要通过网络互相通信。请问，您该如何实现容器之间的通信？

答案：您可以在同一个Pod中运行多个容器，这些容器将共享同一个IP地址和存储区域，以便它们可以轻松地进行通信。不过，如果您需要在不同的Pod中运行容器，您可以使用 Kubernetes Services 来实现容器之间的通信。透过在Service中定义Label Selector，Kubernetes能够动态的将请求分发到目标Pod中的某一个容器上去。