k8s常见面试题

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k8s是什么?请说出你的了解?

答:Kubenetes是一个针对容器应用,进行自动部署,弹性伸缩和管理的开源系统。主要功能是生产环境中的容器编排。

K8S是Google公司推出的,它来源于由Google公司内部使用了15年的Borg系统,集结了Borg的精华。

Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式系统支撑平台。是Google开源的容器集群管理系统(谷歌内部:Borg)。在Docker技术的基础上,为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能,提高了大规模容器集群管理的便捷性。并且具有完备的集群管理能力,多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和发现机制、內建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制以及多粒度的资源配额管理能力。

简述Kubernetes和Docker的关系?

Docker 提供容器的生命周期管理和,Docker镜像构建运行时容器。它的主要优点是将将软件/应用程序运行所需的设置和依赖项打包到一个容器中,从而实现了可移植性等优点。

Kubernetes用于关联和编排在多个主机上运行的容器。

K8s架构的组成是什么?

答:和大多数分布式系统一样,K8S集群至少需要一个主节点(Master)和多个计算节点(Node)。

  • 主节点主要用于暴露API,调度部署和节点的管理;
  • 计算节点运行一个容器运行环境,一般是docker环境(类似docker环境的还有rkt),同时运行一个K8s的代理(kubelet)用于和master通信。计算节点也会运行一些额外的组件,像记录日志,节点监控,服务发现等等。计算节点是k8s集群中真正工作的节点。

K8S架构细分:

1、Master节点(默认不参加实际工作):

  • Kubectl:客户端命令行工具,作为整个K8s集群的操作入口;
  • Api Server:在K8s架构中承担的是“桥梁”的角色,作为资源操作的唯一入口,它提供了认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制。客户端与k8s群集及K8s内部组件的通信,都要通过Api Server这个组件;
  • Controller-manager:负责维护群集的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;
  • Scheduler:负责资源的调度,按照预定的调度策略将pod调度到相应的node节点上;
  • Etcd:担任数据中心的角色,保存了整个群集的状态;

2、Node节点:

  • Kubelet:负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume和网络的管理,一般运行在所有的节点,是Node节点的代理,当Scheduler确定某个node上运行pod之后,会将pod的具体信息(image,volume)等发送给该节点的kubelet,kubelet根据这些信息创建和运行容器,并向master返回运行状态。(自动修复功能:如果某个节点中的容器宕机,它会尝试重启该容器,若重启无效,则会将该pod杀死,然后重新创建一个容器);
  • Kube-proxy:Service在逻辑上代表了后端的多个pod。负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡(外界通过Service访问pod提供的服务时,Service接收到的请求后就是通过kube-proxy来转发到pod上的);
  • container-runtime:是负责管理运行容器的软件,比如docker
  • Pod:是k8s集群里面最小的单位。每个pod里边可以运行一个或多个container(容器),如果一个pod中有两个container,那么container的USR(用户)、MNT(挂载点)、PID(进程号)是相互隔离的,UTS(主机名和域名)、IPC(消息队列)、NET(网络栈)是相互共享的。我比较喜欢把pod来当做豌豆夹,而豌豆就是pod中的container;

容器和主机部署应用的区别是什么?

答:容器的中心思想就是秒级启动;一次封装、到处运行;这是主机部署应用无法达到的效果,但同时也更应该注重容器的数据持久化问题。

另外,容器部署可以将各个服务进行隔离,互不影响,这也是容器的另一个核心概念。

请你说一下kubenetes针对pod资源对象的健康监测机制?

答:K8s中对于pod资源对象的健康状态检测,提供了三类probe(探针)来执行对pod的健康监测:

1) livenessProbe探针

可以根据用户自定义规则来判定pod是否健康,如果livenessProbe探针探测到容器不健康,则kubelet会根据其重启策略来决定是否重启,如果一个容器不包含livenessProbe探针,则kubelet会认为容器的livenessProbe探针的返回值永远成功。

2) ReadinessProbe探针

同样是可以根据用户自定义规则来判断pod是否健康,如果探测失败,控制器会将此pod从对应service的endpoint列表中移除,从此不再将任何请求调度到此Pod上,直到下次探测成功。

3) startupProbe探针

启动检查机制,应用一些启动缓慢的业务,避免业务长时间启动而被上面两类探针kill掉,这个问题也可以换另一种方式解决,就是定义上面两类探针机制时,初始化时间定义的长一些即可。

每种探测方法能支持以下几个相同的检查参数,用于设置控制检查时间:

  • initialDelaySeconds:初始第一次探测间隔,用于应用启动的时间,防止应用还没启动而健康检查失败
  • periodSeconds:检查间隔,多久执行probe检查,默认为10s;
  • timeoutSeconds:检查超时时长,探测应用timeout后为失败;
  • successThreshold:成功探测阈值,表示探测多少次为健康正常,默认探测1次。

上面两种探针都支持以下三种探测方法:

1)Exec: 通过执行命令的方式来检查服务是否正常,比如使用cat命令查看pod中的某个重要配置文件是否存在,若存在,则表示pod健康。反之异常。

Exec探测方式的yaml文件语法如下:

在上面的配置文件中,探测机制为在容器运行5秒后,每隔五秒探测一次,如果cat命令返回的值为“0”,则表示健康,如果为非0,则表示异常。

2)Httpget: 通过发送http/htps请求检查服务是否正常,返回的状态码为200-399则表示容器健康(注http get类似于命令curl -I)。

Httpget探测方式的yaml文件语法如下:

上述配置文件中,探测方式为项容器发送HTTP GET请求,请求的是8080端口下的healthz文件,返回任何大于或等于200且小于400的状态码表示成功。任何其他代码表示异常。

3)tcpSocket: 通过容器的IP和Port执行TCP检查,如果能够建立TCP连接,则表明容器健康,这种方式与HTTPget的探测机制有些类似,tcpsocket健康检查适用于TCP业务。

tcpSocket探测方式的yaml文件语法如下:

在上述的yaml配置文件中,两类探针都使用了,在容器启动5秒后,kubelet将发送第一个readinessProbe探针,这将连接容器的8080端口,如果探测成功,则该pod为健康,十秒后,kubelet将进行第二次连接。

除了readinessProbe探针外,在容器启动15秒后,kubelet将发送第一个livenessProbe探针,仍然尝试连接容器的8080端口,如果连接失败,则重启容器。

探针探测的结果无外乎以下三者之一:

  • Success:Container通过了检查;
  • Failure:Container没有通过检查;
  • Unknown:没有执行检查,因此不采取任何措施(通常是我们没有定义探针检测,默认为成功)。

若觉得上面还不够透彻,可以移步其官网文档:

https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-startup-probes/

如何控制滚动更新过程?

答:可以通过下面的命令查看到更新时可以控制的参数:

maxSurge: 此参数控制滚动更新过程,副本总数超过预期pod数量的上限。可以是百分比,也可以是具体的值。默认为1。

(上述参数的作用就是在更新过程中,值若为3,那么不管三七二一,先运行三个pod,用于替换旧的pod,以此类推)

maxUnavailable: 此参数控制滚动更新过程中,不可用的Pod的数量。

(这个值和上面的值没有任何关系,举个例子:我有十个pod,但是在更新的过程中,我允许这十个pod中最多有三个不可用,那么就将这个参数的值设置为3,在更新的过程中,只要不可用的pod数量小于或等于3,那么更新过程就不会停止)。

K8s中镜像的下载策略是什么?

答:可通过命令“kubectl explain pod.spec.containers”来查看imagePullPolicy这行的解释。

K8s的镜像下载策略有三种:Always、Never、IFNotPresent;

  • Always:镜像标签为latest时,总是从指定的仓库中获取镜像;
  • Never:禁止从仓库中下载镜像,也就是说只能使用本地镜像;
  • IfNotPresent:仅当本地没有对应镜像时,才从目标仓库中下载。
  • 默认的镜像下载策略是:当镜像标签是latest时,默认策略是Always;当镜像标签是自定义时(也就是标签不是latest),那么默认策略是IfNotPresent。

image的状态有哪些?

  • Running:Pod所需的容器已经被成功调度到某个节点,且已经成功运行,
  • Pending:APIserver创建了pod资源对象,并且已经存入etcd中,但它尚未被调度完成或者仍然处于仓库中下载镜像的过程
  • Unknown:APIserver无法正常获取到pod对象的状态,通常是其无法与所在工作节点的kubelet通信所致。

pod的重启策略是什么?

答:可以通过命令`kubectl explain pod.spec查看pod的重启策略。(restartPolicy字段)

  • Always:但凡pod对象终止就重启,此为默认策略。
  • OnFailure:仅在pod对象出现错误时才重启

Service这种资源对象的作用是什么?

答:用来给相同的多个pod对象提供一个固定的统一访问接口,常用于服务发现和服务访问。

版本回滚相关的命令?

标签与标签选择器的作用是什么?

标签:是当相同类型的资源对象越来越多的时候,为了更好的管理,可以按照标签将其分为一个组,为的是提升资源对象的管理效率。

标签选择器:就是标签的查询过滤条件。目前API支持两种标签选择器:

  • 基于等值关系的,如:“=”、“”“==”、“!=”(注:“==”也是等于的意思,yaml文件中的matchLabels字段);
  • 基于集合的,如:in、notin、exists(yaml文件中的matchExpressions字段);

注:in:在这个集合中;notin:不在这个集合中;exists:要么全在(exists)这个集合中,要么都不在(notexists);

使用标签选择器的操作逻辑:

  • 在使用基于集合的标签选择器同时指定多个选择器之间的逻辑关系为“与”操作(比如:- {key: name,operator: In,values: [zhangsan,lisi]} ,那么只要拥有这两个值的资源,都会被选中);
  • 使用空值的标签选择器,意味着每个资源对象都被选中(如:标签选择器的键是“A”,两个资源对象同时拥有A这个键,但是值不一样,这种情况下,如果使用空值的标签选择器,那么将同时选中这两个资源对象)
  • 空的标签选择器(注意不是上面说的空值,而是空的,都没有定义键的名称),将无法选择出任何资源;

在基于集合的选择器中,使用“In”或者“Notin”操作时,其values可以为空,但是如果为空,这个标签选择器,就没有任何意义了。

两种标签选择器类型(基于等值、基于集合的书写方法):

常用的标签分类有哪些?

标签分类是可以自定义的,但是为了能使他人可以达到一目了然的效果,一般会使用以下一些分类:

  • 版本类标签(release):stable(稳定版)、canary(金丝雀版本,可以将其称之为测试版中的测试版)、beta(测试版);
  • 环境类标签(environment):dev(开发)、qa(测试)、production(生产)、op(运维);
  • 应用类(app):ui、as、pc、sc;
  • 架构类(tier):frontend(前端)、backend(后端)、cache(缓存);
  • 分区标签(partition):customerA(客户A)、customerB(客户B);
  • 品控级别(Track):daily(每天)、weekly(每周)。

有几种查看标签的方式?

答:常用的有以下三种查看方式:

添加、修改、删除标签的命令?

DaemonSet资源对象的特性?

DaemonSet这种资源对象会在每个k8s集群中的节点上运行,并且每个节点只能运行一个pod,这是它和deployment资源对象的最大也是唯一的区别。所以,在其yaml文件中,不支持定义replicas,除此之外,与Deployment、RS等资源对象的写法相同。

它的一般使用场景如下:

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