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K8s开发人员也需要了解的相关知识

news 2026/2/7 15:34:34

工作变动总结一下之前的笔记，整理一个速查的东西，方便之后查阅

K8s开发相关

1、k8s yml apiverison:

Kubernetes (k8s) 的 API 版本表示资源定义在 API 服务器中的稳定性和支持程度。API 版本由一个字符串表示，如 v1 或 apps/v1，其中包括两个部分：

组 (Group): 如果资源属于某个 API 组，则该字段表示该组的名称。例如，apps 表示应用程序相关的资源如 Deployments。
版本 (Version): 表示 API 的版本，常见的有 v1、v1beta1 等。

常见的 API 版本有：

v1: 核心组的稳定版本，包括常用的资源如 Pods、Services、ConfigMaps 和 Secrets。
apps/v1: 用于管理应用的稳定版本，包括 Deployments、StatefulSets、DaemonSets 等。
batch/v1: 用于批处理任务，包括 Job 资源。
batch/v1beta1: 包括 CronJob 资源。
extensions/v1beta1: 早期版本的一些资源，例如 Ingress（现在推荐使用 networking.k8s.io/v1）。
networking.k8s.io/v1: 网络相关资源，包括 NetworkPolicies 和 Ingresses。
rbac.authorization.k8s.io/v1: 用于角色基础访问控制的资源，包括 Roles 和 RoleBindings。
storage.k8s.io/v1: 存储相关的资源，包括 StorageClasses 和 VolumeAttachments。
autoscaling/v1: 自动缩放相关资源，包括 HorizontalPodAutoscalers。
policy/v1beta1: 包括 PodSecurityPolicies，用于定义 Pod 的安全性相关设置。

2、开发人员比较常用的一些 Kubernetes Kind类型：

核心资源类型

Pod: 作为应用的最小和最简单的单元，每个 Pod 包含一个或多个容器。
Service: 提供稳定的 IP 地址和 DNS 名称，将外部网络流量路由到后端的 Pod。
Deployment: 用来描述应用的期望状态，Kubernetes 会确保真实状态符合期望状态。
ConfigMap: 存储非敏感数据的键值对，可以用来存储环境变量、配置文件等信息。
Secret: 存储敏感数据，如密码、OAuth 令牌等。
PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim: 提供 Pod 持久化存储的能力。
Namespace: 提供一种将集群资源分隔成多个独立的部分的方式。

配置和管理资源类型

ResourceQuota: 确保每个命名空间下的资源使用量不超过设定的配额。
LimitRange: 限制命名空间下资源的大小，请求和限制。
HorizontalPodAutoscaler: 根据 CPU 使用或其他选择的度量自动缩放 Pod 的数量。

网络资源类型

Ingress: 为服务提供外部可访问的 URL，负载均衡，SSL/TLS 终止等。
NetworkPolicy: 定义 Pod 间通信的网络策略。

其他资源类型

Job 和 CronJob: 用于执行一次性或周期性的任务。
StatefulSet: 用于运行需要持久存储和唯一网络标识符的应用。
DaemonSet: 确保所有（或部分）节点运行一个 Pod 的副本。
ReplicaSet: 确保指定数量的 Pod 副本始终可用。
Node: 表示集群中的一个节点。

开发人员在使用 Kubernetes 时，通常会涉及到这些资源的创建和管理。通过这些资源，他们可以定义和配置应用的运行环境，实现自动化和弹性伸缩等特性。理解这些资源的作用和使用方式，是开发人员在 Kubernetes 平台上高效工作的基础。

3、开发常用的配置文件的模版

标准结构

apiVersion: <string>
kind: <string>
metadata:name: <string>namespace: <string>labels:<key>: <value>annotations:<key>: <value>
spec:...
status:...

字段解释

apiVersion (必选): 指定 Kubernetes API 的版本，用于确定使用哪个版本的 API 来创建该资源。
kind (必选): 指定资源的类型，例如 Pod、Service、Deployment 等。
metadata (必选): 提供资源的元数据，包括名称、命名空间和标签等。
- name (必选): 资源的唯一名称。
- namespace (可选): 指定资源所属的命名空间。
- labels (可选): 键值对，用于组织和选择资源。
- annotations (可选): 键值对，用于存储非标识性的元数据。
spec (根据资源类型，可能是必选或可选): 指定资源的期望状态，包括所需的配置参数。
status (可选): 描述资源的当前状态。通常由 Kubernetes 系统维护和更新。

spec 字段

spec 字段的内容高度依赖于资源的 kind 类型。以下是一些常见资源类型的 spec 字段示例：

Pod:

spec:containers:- name: <container-name>image: <container-image>ports:- containerPort: <port-number>

Service:

spec:selector:<label-key>: <label-value>ports:- protocol: TCPport: <port-number>targetPort: <target-port-number>

Deployment:

spec:replicas: <number-of-replicas>selector:matchLabels:<label-key>: <label-value>template:metadata:labels:<label-key>: <label-value>spec:containers:- name: <container-name>image: <container-image>

ConfigMap

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: <string>namespace: <string>labels:<key>: <value>annotations:<key>: <value>
data:   # ConfigMap\Secret 特有的<key>: <value>

Ingress

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: <string>namespace: <string>labels:<key>: <value>annotations:<key>: <value>
spec:ingressClassName: <string>defaultBackend:service:name: <string>port:number: <integer>resource:apiGroup: <string>kind: <string>name: <string>tls:- hosts:- <string>secretName: <string>rules:- host: <string>http:paths:- path: <string>pathType: <string>backend:service:name: <string>port:name: <string>number: <integer>resource:apiGroup: <string>kind: <string>name: <string>
status:loadBalancer:ingress:- ip: <string>hostname: <string>

4、Deployment和StatefulSet的区别

StatefulSet 和 Deployment 是 Kubernetes 中两种不同类型的资源控制器，它们用于管理 Pod 的生命周期，但它们主要用于不同的场景，并提供不同的功能。

Deployment

无状态应用: Deployment 适用于无状态的应用。这意味着单个 Pod 的实例是可以互换的，它们不需要保持任何持久状态。
副本: 通过 Deployment 创建的所有 Pod 副本都是相同的。
滚动更新: Deployment 支持滚动更新，可以在不停止服务的情况下更新应用。
快速扩展: 适用于需要快速启动或缩容的应用。
生命周期管理: Deployment 确保指定数量的 Pod 副本始终处于运行状态。

StatefulSet

有状态应用: StatefulSet 适用于需要持久存储和特定网络标识的有状态应用。
稳定的网络标识: 每个 Pod 副本都有一个稳定的、唯一的网络标识符。
稳定的存储: 即使 Pod 被重新调度到不同的节点，它也能保持对存储卷的访问。
有序部署: StatefulSet 保证 Pod 是按顺序创建和删除的。
有序扩展: 当扩展或缩容时，StatefulSet 确保操作是按照顺序进行的。

用例对比

无状态应用: 如果你的应用不需要保存状态、快速扩展和缩容，以及滚动更新，那么 Deployment 更适合。
有状态应用: 如果你的应用需要稳定的网络标识、稳定的持久存储和有序、优雅的部署和扩展，那么 StatefulSet 更适合。

总的来说，选择 StatefulSet 或 Deployment 取决于你的应用是否需要保持状态以及你对网络标识和存储的需求。

5、apollo部署实例

下面是一个使用Kubernetes部署Apollo的例子，包括一个Pod、一个Service和一个Deployment。

Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: apollonamespace: default
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: apollotemplate:metadata:labels:app: apollospec:containers:- name: apolloimage: apolloconfig/apollo-portal:latestenv:- name: SPRING_DATASOURCE_URLvalue: jdbc:mysql://your-mysql-server:3306/ApolloConfigDB?characterEncoding=utf8- name: SPRING_DATASOURCE_USERNAMEvalue: yourusername- name: SPRING_DATASOURCE_PASSWORDvalue: yourpasswordports:- containerPort: 8070# ---
# apiVersion: v1
# kind: Service
# metadata:

Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: apollo-servicenamespace: default
spec:selector:app: apolloports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 8070type: ClusterIP

Pod
Pods通常由Deployment管理，但如果你要创建单独的Pod：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: apollo-podlabels:app: apollo
spec:containers:- name: apolloimage: apolloconfig/apollo-portal:latestenv:- name: SPRING_DATASOURCE_URLvalue: jdbc:mysql://your-mysql-server:3306/ApolloConfigDB?characterEncoding=utf8- name: SPRING_DATASOURCE_USERNAMEvalue: yourusername- name: SPRING_DATASOURCE_PASSWORDvalue: yourpasswordports:- containerPort: 8070

在这个例子里面, service和deployment是分开写的，你也可以写到一块。

当你在创建 Service 时，Kubernetes 不要求对应的 Pod 或 Deployment 已经存在。Service 会持续地监听并动态地更新其选择的 Pod 列表。这意味着你可以先创建 Service，再创建 Deployment，Service 会自动发现并开始转发流量到正确的 Pod。

如果先创建 Service： Service 会一直等待，直到有符合其标签选择器的 Pod 被创建，然后它会开始转发流量到这些 Pod。
如果先创建 Deployment： Pod 会被创建，并且等待 Service 被创建。一旦 Service 创建并且其标签选择器正确配置，它就会开始转发流量到这些 Pod。

6、Kubernetes 的核心组件的实现

容器runtime:
- Kubernetes 支持多种容器运行时，包括 Docker 和 containerd。容器运行时负责在节点上运行和管理容器。它们实现了 OCI(Open Container Initiative) 标准，以确保跨不同环境的一致性和可移植性。
容器编排:
- Kubernetes 的编排功能通过其控制平面中的各种控制器和调度器实现。例如，ReplicaSet 控制器确保指定数量的副本始终在运行，而 Deployment 控制器可以帮助管理应用程序的更新和回滚。
容器中心的基础架构编排:
- Kubernetes 通过其网络和存储抽象实现了基础架构编排。例如，它提供了 Service 和 Ingress 对象来管理网络通信，以及 PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim 对象来管理存储资源。
自愈机制:
- Kubernetes 通过其控制器和健康检查机制实现自愈功能。例如，如果一个节点变得不健康，Kubernetes 可以自动重新调度该节点上的 Pod 到其他健康节点。
服务发现和负载均衡:
- Kubernetes 通过其 Service 和 Ingress 对象实现服务发现和负载均衡。Service 对象提供了一个稳定的网络地址，用于访问一个或多个 Pod，而 Ingress 对象提供了 HTTP 和 HTTPS 路由到集群内的服务。