K8s 核心概念 - Kubernetes

01. Kubernetes 是什么、解决什么问题

Kubernetes（简称 K8s，8 代表 k 和 s 中间省略的 8 个字母）是容器编排平台。当你需要管理几十上百个容器时——部署到哪些机器、负载均衡、故障恢复、滚动更新——手动操作是不可能的。K8s 就是干这事的自动化大管家。 K8s 的四大核心能力： 1. 自动调度——你告诉 K8s 你想跑几个容器，它自己决定跑在哪些机器上。 2. 自动修复——容器挂了自动重启，节点挂了自动把上面容器迁走。 3. 滚动更新——更新应用时一个一个替换，服务不中断。 4. 服务发现和负载均衡——容器之间通过服务名互相找到，自动负载均衡。 K8s 的架构：控制平面（Master 节点，负责决策）和工作节点（Worker 节点，负责跑容器）。控制平面包括 API Server、etcd（存储所有配置）、Scheduler（调度）、Controller Manager（控制器）。

02. 核心概念——Node、Pod、Service

K8s 有几个核心概念，搞懂了就入门了： Node——物理机或虚拟机，也就是工作节点。上面跑着 kubelet（跟控制平面对接的代理）和容器运行时（Docker 或 containerd）。 Pod——K8s 调度的最小单位，不是容器。一个 Pod 里可以有 1 个或多个容器，它们共享网络和存储、在同一个 Node 上。大多数情况下一个 Pod 只跑一个容器，多容器 Pod 用于 Sidecar 模式。 Service——一组 Pod 的抽象。Pod 是临时的，IP 会变，挂了重建后 IP 可能不一样。Service 给这组 Pod 提供一个固定的虚拟 IP 和 DNS 名，你永远用 Service 名访问，不管后面 Pod 怎么变。 Deployment——管理 Pod 的控制器。你定义想跑几个副本、用什么镜像、怎么更新，Deployment 去实现并维持你想要的这个状态。

bash

# 查看节点
kubectl get nodes

# 查看 Pod
kubectl get pods
kubectl get pods -o wide   # 看到分配在哪个 Node 上

# 查看 Service
kubectl get svc

# 查看 Deployment
kubectl get deployments

03. kubectl——你对 K8s 的唯一操作入口

kubectl 是 K8s 的命令行客户端。你对 K8s 的一切操作——创建、查看、更新、删除——全通过 kubectl 发给 API Server。 kubectl 的基本语法：kubectl 动作资源类型资源名选项。比如 kubectl get pods、kubectl describe pod my-pod、kubectl delete pod my-pod。常用动作：get（查）、describe（详情）、create（建）、apply（声明式创建/更新，推荐）、delete（删）、logs（看日志）、exec（进容器执行命令）。资源类型简写：pod/po、service/svc、deployment/deploy、configmap/cm、namespace/ns。记不住用 kubectl api-resources 看。

bash

# 常用 kubectl 命令
kubectl get pods -A                    # 所有命名空间的 Pod
kubectl describe pod my-pod            # Pod 详细信息和事件
kubectl logs my-pod                    # Pod 日志
kubectl logs my-pod -c my-container    # 指定容器日志
kubectl exec -it my-pod -- sh          # 进容器
kubectl apply -f deployment.yaml       # 声明式部署
kubectl delete -f deployment.yaml      # 删除
kubectl port-forward my-pod 8080:80    # 端口转发

kubectl explain pod.spec 非常有用——直接在命令行里查某个 K8s 资源的字段说明，不用翻文档。

04. YAML 配置的基本结构

K8s 里一切皆 YAML。每个 K8s 对象的 YAML 都遵循同样的结构——四个顶级字段：apiVersion、kind、metadata、spec（有些有 status，但那是 K8s 填的，不是你写的）。 apiVersion——K8s API 的版本，决定了哪些字段可用。比如 apps/v1（Deployment）、v1（Pod、Service）。 kind——资源类型，如 Pod、Service、Deployment、ConfigMap。 metadata——元数据，至少要有 name。可以加 labels（标签，用于筛选）、namespace（命名空间）。 spec——期望的状态，这是你最常写的部分。不同资源的 spec 完全不同。

yaml

# Pod 的 YAML 示例
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80

# 应用这个文件
kubectl apply -f pod.yaml

kubectl explain 资源名能看某个资源类型的字段说明和默认值，特别适合不记得 fields 的时候。

05. Namespace——资源隔离

Namespace 是 K8s 里的虚拟分区——你在一个 Namespace 里创建的资源，在别的 Namespace 里看不到（除非你指定）。适合多团队共享同一个集群、或者按环境隔离（dev/staging/prod）。默认有四个 Namespace：default（默认）、kube-system（K8s 自己的组件）、kube-public（公共的 ConfigMap 等）、kube-node-lease（节点心跳）。大部分命令默认操作 default Namespace。要操作别的 Namespace 加 -n 参数，或者用 kubectl config set-context 改默认 Namespace。注意：不是所有资源都支持 Namespace——Node、PersistentVolume 是集群级别的，不属于任何 Namespace。用 kubectl api-resources --namespaced 看哪些支持 Namespace。

bash

# 创建 Namespace
kubectl create namespace dev

# 在指定 Namespace 操作
kubectl get pods -n dev
kubectl apply -f app.yaml -n prod

# 切换默认 Namespace
kubectl config set-context --current --namespace=dev

# 查看所有 Namespace 的资源
kubectl get pods --all-namespaces
kubectl get pods -A

生产环境一定用不同的 Namespace 隔离环境。dev 和 prod 混在同一个 Namespace 里就是在找麻烦。

知识测验

第 1/5 题正确 0

K8s 调度的最小单位是什么？

Pod 详解