kubernetes面試題匯總

注：以下所有問題，均為自己總結，若有錯誤之處，還請指出。

1、 k8s是什么？請說出你的了解？

答：Kubenetes是一個針對容器應用，進行自動部署，彈性伸縮和管理的開源系統。主要功能是生產環境中的容器編排。
K8S是Google公司推出的，它來源于由Google公司內部使用了15年的Borg系統，集結了Borg的精華。

2、 K8s架構的組成是什么？

答：和大多數分布式系統一樣，K8S集群至少需要一個主節點（Master）和多個計算節點（Node）。

• 主節點主要用于暴露API，調度部署和節點的管理；
• 計算節點運行一個容器運行環境，一般是docker環境（類似docker環境的還有rkt），同時運行一個K8s的代理（kubelet）用于和master通信。計算節點也會運行一些額外的組件，像記錄日志，節點監控，服務發現等等。計算節點是k8s集群中真正工作的節點。

K8S架構細分：
1、Master節點（默認不參加實際工作）：

• Kubectl：客戶端命令行工具，作為整個K8s集群的操作入口；
• Api Server：在K8s架構中承擔的是“橋梁”的角色，作為資源操作的唯一入口，它提供了認證、授權、訪問控制、API注冊和發現等機制。客戶端與k8s群集及K8s內部組件的通信，都要通過Api Server這個組件；
• Controller-manager：負責維護群集的狀態，比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等；
• Scheduler：負責資源的調度，按照預定的調度策略將pod調度到相應的node節點上；
• Etcd：擔任數據中心的角色，保存了整個群集的狀態；
  2、Node節點：
• Kubelet：負責維護容器的生命周期，同時也負責Volume和網絡的管理，一般運行在所有的節點，是Node節點的代理，當Scheduler確定某個node上運行pod之后，會將pod的具體信息（image，volume）等發送給該節點的kubelet，kubelet根據這些信息創建和運行容器，并向master返回運行狀態。（自動修復功能：如果某個節點中的容器宕機，它會嘗試重啟該容器，若重啟無效，則會將該pod殺死，然后重新創建一個容器）；
• Kube-proxy：Service在邏輯上代表了后端的多個pod。負責為Service提供cluster內部的服務發現和負載均衡（外界通過Service訪問pod提供的服務時，Service接收到的請求后就是通過kube-proxy來轉發到pod上的）；
• container-runtime：是負責管理運行容器的軟件，比如docker
• Pod：是k8s集群里面最小的單位。每個pod里邊可以運行一個或多個container（容器），如果一個pod中有兩個container，那么container的USR（用戶）、MNT（掛載點）、PID（進程號）是相互隔離的，UTS（主機名和域名）、IPC（消息隊列）、NET（網絡棧）是相互共享的。我比較喜歡把pod來當做豌豆夾，而豌豆就是pod中的container；

3、 容器和主機部署應用的區別是什么？

答：容器的中心思想就是秒級啟動；一次封裝、到處運行；這是主機部署應用無法達到的效果，但同時也更應該注重容器的數據持久化問題。
另外，容器部署可以將各個服務進行隔離，互不影響，這也是容器的另一個核心概念。

4、請你說一下kubenetes針對pod資源對象的健康監測機制？

答：K8s中對于pod資源對象的健康狀態檢測，提供了三類probe（探針）來執行對pod的健康監測：

1） livenessProbe探針
可以根據用戶自定義規則來判定pod是否健康，如果livenessProbe探針探測到容器不健康，則kubelet會根據其重啟策略來決定是否重啟，如果一個容器不包含livenessProbe探針，則kubelet會認為容器的livenessProbe探針的返回值永遠成功。
2） ReadinessProbe探針
同樣是可以根據用戶自定義規則來判斷pod是否健康，如果探測失敗，控制器會將此pod從對應service的endpoint列表中移除，從此不再將任何請求調度到此Pod上，直到下次探測成功。
3） startupProbe探針
啟動檢查機制，應用一些啟動緩慢的業務，避免業務長時間啟動而被上面兩類探針kill掉，這個問題也可以換另一種方式解決，就是定義上面兩類探針機制時，初始化時間定義的長一些即可。

每種探測方法能支持以下幾個相同的檢查參數，用于設置控制檢查時間：

• initialDelaySeconds：初始第一次探測間隔，用于應用啟動的時間，防止應用還沒啟動而健康檢查失敗
• periodSeconds：檢查間隔，多久執行probe檢查，默認為10s；
• timeoutSeconds：檢查超時時長，探測應用timeout后為失敗；
• successThreshold：成功探測閾值，表示探測多少次為健康正常，默認探測1次。

上面兩種探針都支持以下三種探測方法：
1）Exec：通過執行命令的方式來檢查服務是否正常，比如使用cat命令查看pod中的某個重要配置文件是否存在，若存在，則表示pod健康。反之異常。
Exec探測方式的yaml文件語法如下：

spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:         #選擇livenessProbe的探測機制
      exec:                      #執行以下命令
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5          #在容器運行五秒后開始探測
      periodSeconds: 5               #每次探測的時間間隔為5秒

在上面的配置文件中，探測機制為在容器運行5秒后，每隔五秒探測一次，如果cat命令返回的值為“0”，則表示健康，如果為非0，則表示異常。

2）Httpget：通過發送http/htps請求檢查服務是否正常，返回的狀態碼為200-399則表示容器健康（注http get類似于命令curl -I）。
Httpget探測方式的yaml文件語法如下：

spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    livenessProbe:              #采用livenessProbe機制探測
      httpGet:                  #采用httpget的方式
    scheme:HTTP         #指定協議，也支持https
        path: /healthz          #檢測是否可以訪問到網頁根目錄下的healthz網頁文件
        port: 8080              #監聽端口是8080
      initialDelaySeconds: 3     #容器運行3秒后開始探測
      periodSeconds: 3                #探測頻率為3秒

上述配置文件中，探測方式為項容器發送HTTP GET請求，請求的是8080端口下的healthz文件，返回任何大于或等于200且小于400的狀態碼表示成功。任何其他代碼表示異常。

3）tcpSocket：通過容器的IP和Port執行TCP檢查，如果能夠建立TCP連接，則表明容器健康，這種方式與HTTPget的探測機制有些類似，tcpsocket健康檢查適用于TCP業務。
tcpSocket探測方式的yaml文件語法如下：

spec:
  containers:
  - name: goproxy
    image: k8s.gcr.io/goproxy:0.1
    ports:
- containerPort: 8080
#這里兩種探測機制都用上了，都是為了和容器的8080端口建立TCP連接
    readinessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 20

在上述的yaml配置文件中，兩類探針都使用了，在容器啟動5秒后，kubelet將發送第一個readinessProbe探針，這將連接容器的8080端口，如果探測成功，則該pod為健康，十秒后，kubelet將進行第二次連接。

除了readinessProbe探針外，在容器啟動15秒后，kubelet將發送第一個livenessProbe探針，仍然嘗試連接容器的8080端口，如果連接失敗，則重啟容器。

探針探測的結果無外乎以下三者之一：

• Success：Container通過了檢查；
• Failure：Container沒有通過檢查；
• Unknown：沒有執行檢查，因此不采取任何措施（通常是我們沒有定義探針檢測，默認為成功）。

若覺得上面還不夠透徹，可以移步其官網文檔：https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-startup-probes/

5、 如何控制滾動更新過程？

答：
可以通過下面的命令查看到更新時可以控制的參數：

[root@master yaml]# kubectl explain deploy.spec.strategy.rollingUpdate

maxSurge ：此參數控制滾動更新過程，副本總數超過預期pod數量的上限。可以是百分比，也可以是具體的值。默認為1。
（上述參數的作用就是在更新過程中，值若為3，那么不管三七二一，先運行三個pod，用于替換舊的pod，以此類推）
maxUnavailable：此參數控制滾動更新過程中，不可用的Pod的數量。 （這個值和上面的值沒有任何關系，舉個例子：我有十個pod，但是在更新的過程中，我允許這十個pod中最多有三個不可用，那么就將這個參數的值設置為3，在更新的過程中，只要不可用的pod數量小于或等于3，那么更新過程就不會停止）。

6、K8s中鏡像的下載策略是什么？

答：可通過命令“kubectl explain pod.spec.containers”來查看imagePullPolicy這行的解釋。

K8s的鏡像下載策略有三種：Always、Never、IFNotPresent；

• Always：鏡像標簽為latest時，總是從指定的倉庫中獲取鏡像；
• Never：禁止從倉庫中下載鏡像，也就是說只能使用本地鏡像；
• IfNotPresent：僅當本地沒有對應鏡像時，才從目標倉庫中下載。
• 默認的鏡像下載策略是：當鏡像標簽是latest時，默認策略是Always；當鏡像標簽是自定義時（也就是標簽不是latest），那么默認策略是IfNotPresent。

7、 image的狀態有哪些？

• Running：Pod所需的容器已經被成功調度到某個節點，且已經成功運行，
• Pending：APIserver創建了pod資源對象，并且已經存入etcd中，但它尚未被調度完成或者仍然處于倉庫中下載鏡像的過程
• Unknown：APIserver無法正常獲取到pod對象的狀態，通常是其無法與所在工作節點的kubelet通信所致。

8、 pod的重啟策略是什么？

答：可以通過命令“kubectl explain pod.spec”查看pod的重啟策略。（restartPolicy字段）

• Always：但凡pod對象終止就重啟，此為默認策略。
• OnFailure：僅在pod對象出現錯誤時才重啟

9、 Service這種資源對象的作用是什么？

答：用來給相同的多個pod對象提供一個固定的統一訪問接口，常用于服務發現和服務訪問。

10、版本回滾相關的命令？

[root@master httpd-web]# kubectl apply -f httpd2-deploy1.yaml  --record  
#運行yaml文件，并記錄版本信息；
[root@master httpd-web]# kubectl rollout history deployment httpd-devploy1  
#查看該deployment的歷史版本
[root@master httpd-web]# kubectl rollout undo deployment httpd-devploy1 --to-revision=1    
#執行回滾操作，指定回滾到版本1

#在yaml文件的spec字段中，可以寫以下選項（用于限制最多記錄多少個歷史版本）：
spec:
  revisionHistoryLimit: 5            
#這個字段通過 kubectl explain deploy.spec  命令找到revisionHistoryLimit   <integer>行獲得

11、 標簽與標簽選擇器的作用是什么？

標簽：是當相同類型的資源對象越來越多的時候，為了更好的管理，可以按照標簽將其分為一個組，為的是提升資源對象的管理效率。
標簽選擇器：就是標簽的查詢過濾條件。目前API支持兩種標簽選擇器：

• 基于等值關系的，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:在這個集合中；notin：不在這個集合中；exists：要么全在（exists）這個集合中，要么都不在（notexists）；

使用標簽選擇器的操作邏輯：

• 在使用基于集合的標簽選擇器同時指定多個選擇器之間的邏輯關系為“與”操作（比如：- {key: name,operator: In,values: [zhangsan,lisi]} ，那么只要擁有這兩個值的資源，都會被選中）；
• 使用空值的標簽選擇器，意味著每個資源對象都被選中（如：標簽選擇器的鍵是“A”，兩個資源對象同時擁有A這個鍵，但是值不一樣，這種情況下，如果使用空值的標簽選擇器，那么將同時選中這兩個資源對象）
• 空的標簽選擇器（注意不是上面說的空值，而是空的，都沒有定義鍵的名稱），將無法選擇出任何資源；
• 在基于集合的選擇器中，使用“In”或者“Notin”操作時，其values可以為空，但是如果為空，這個標簽選擇器，就沒有任何意義了。

兩種標簽選擇器類型（基于等值、基于集合的書寫方法）：
selector:
  matchLabels:           #基于等值
    app: nginx
  matchExpressions:         #基于集合
    - {key: name,operator: In,values: [zhangsan,lisi]}     #key、operator、values這三個字段是固定的
    - {key: age,operator: Exists,values:}   #如果指定為exists，那么values的值一定要為空

12、 常用的標簽分類有哪些？

標簽分類是可以自定義的，但是為了能使他人可以達到一目了然的效果，一般會使用以下一些分類：

• 版本類標簽（release）：stable（穩定版）、canary（金絲雀版本，可以將其稱之為測試版中的測試版）、beta（測試版）；
• 環境類標簽（environment）：dev（開發）、qa（測試）、production（生產）、op（運維）；
• 應用類（app）：ui、as、pc、sc；
• 架構類（tier）：frontend（前端）、backend（后端）、cache（緩存）；
• 分區標簽（partition）：customerA（客戶A）、customerB（客戶B）；
• 品控級別（Track）：daily（每天）、weekly（每周）。

13、 有幾種查看標簽的方式？

答：常用的有以下三種查看方式：

[root@master ~]# kubectl get pod --show-labels    #查看pod，并且顯示標簽內容
[root@master ~]# kubectl get pod -L env,tier      #顯示資源對象標簽的值
[root@master ~]# kubectl get pod -l env,tier      #只顯示符合鍵值資源對象的pod，而“-L”是顯示所有的pod

14、 添加、修改、刪除標簽的命令？

#對pod標簽的操作
[root@master ~]# kubectl label pod label-pod abc=123     #給名為label-pod的pod添加標簽
[root@master ~]# kubectl label pod label-pod abc=456 --overwrite       #修改名為label-pod的標簽
[root@master ~]# kubectl label pod label-pod abc-             #刪除名為label-pod的標簽
[root@master ~]# kubectl get pod --show-labels

#對node節點的標簽操作   
[root@master ~]# kubectl label nodes node01 disk=ssd      #給節點node01添加disk標簽
[root@master ~]# kubectl label nodes node01 disk=sss –overwrite    #修改節點node01的標簽
[root@master ~]# kubectl label nodes node01 disk-         #刪除節點node01的disk標簽

15、 DaemonSet資源對象的特性？

DaemonSet這種資源對象會在每個k8s集群中的節點上運行，并且每個節點只能運行一個pod，這是它和deployment資源對象的最大也是唯一的區別。所以，在其yaml文件中，不支持定義replicas，除此之外，與Deployment、RS等資源對象的寫法相同。

它的一般使用場景如下：

• 在去做每個節點的日志收集工作；
• 監控每個節點的的運行狀態；

16、 說說你對Job這種資源對象的了解？

答：Job與其他服務類容器不同，Job是一種工作類容器（一般用于做一次性任務）。使用常見不多，可以忽略這個問題。

#提高Job執行效率的方法：
spec:
  parallelism: 2           #一次運行2個
  completions: 8           #最多運行8個
  template:
metadata:

17、描述一下pod的生命周期有哪些狀態？

• Pending：表示pod已經被同意創建，正在等待kube-scheduler選擇合適的節點創建，一般是在準備鏡像；
• Running：表示pod中所有的容器已經被創建，并且至少有一個容器正在運行或者是正在啟動或者是正在重啟；
• Succeeded：表示所有容器已經成功終止，并且不會再啟動；
• Failed：表示pod中所有容器都是非0（不正常）狀態退出；
• Unknown：表示無法讀取Pod狀態，通常是kube-controller-manager無法與Pod通信。

18、 創建一個pod的流程是什么？

答：

1） 客戶端提交Pod的配置信息（可以是yaml文件定義好的信息）到kube-apiserver；
2） Apiserver收到指令后，通知給controller-manager創建一個資源對象；
3） Controller-manager通過api-server將pod的配置信息存儲到ETCD數據中心中；
4） Kube-scheduler檢測到pod信息會開始調度預選，會先過濾掉不符合Pod資源配置要求的節點，然后開始調度調優，主要是挑選出更適合運行pod的節點，然后將pod的資源配置單發送到node節點上的kubelet組件上。
5） Kubelet根據scheduler發來的資源配置單運行pod，運行成功后，將pod的運行信息返回給scheduler，scheduler將返回的pod運行狀況的信息存儲到etcd數據中心。

19、 刪除一個Pod會發生什么事情？

答：Kube-apiserver會接受到用戶的刪除指令，默認有30秒時間等待優雅退出，超過30秒會被標記為死亡狀態，此時Pod的狀態Terminating，kubelet看到pod標記為Terminating就開始了關閉Pod的工作；

關閉流程如下：
1、 pod從service的endpoint列表中被移除；
2、 如果該pod定義了一個停止前的鉤子，其會在pod內部被調用，停止鉤子一般定義了如何優雅的結束進程；
3、 進程被發送TERM信號（kill -14）
4、 當超過優雅退出的時間后，Pod中的所有進程都會被發送SIGKILL信號（kill -9）。

20、 K8s的Service是什么？

答：Pod每次重啟或者重新部署，其IP地址都會產生變化，這使得pod間通信和pod與外部通信變得困難，這時候，就需要Service為pod提供一個固定的入口。

Service的Endpoint列表通常綁定了一組相同配置的pod，通過負載均衡的方式把外界請求分配到多個pod上

21、 k8s是怎么進行服務注冊的？

答：Pod啟動后會加載當前環境所有Service信息，以便不同Pod根據Service名進行通信。

22、 k8s集群外流量怎么訪問Pod？

答：可以通過Service的NodePort方式訪問，會在所有節點監聽同一個端口，比如：30000，訪問節點的流量會被重定向到對應的Service上面。

23、 k8s數據持久化的方式有哪些？

答：1）EmptyDir（空目錄）：沒有指定要掛載宿主機上的某個目錄，直接由Pod內保部映射到宿主機上。類似于docker中的manager volume。

主要使用場景：
1） 只需要臨時將數據保存在磁盤上，比如在合并/排序算法中；
2） 作為兩個容器的共享存儲，使得第一個內容管理的容器可以將生成的數據存入其中，同時由同一個webserver容器對外提供這些頁面。
emptyDir的特性：
同個pod里面的不同容器，共享同一個持久化目錄，當pod節點刪除時，volume的數據也會被刪除。如果僅僅是容器被銷毀，pod還在，則不會影響volume中的數據。
總結來說：emptyDir的數據持久化的生命周期和使用的pod一致。一般是作為臨時存儲使用。

2）Hostpath：將宿主機上已存在的目錄或文件掛載到容器內部。類似于docker中的bind mount掛載方式。
這種數據持久化方式，運用場景不多，因為它增加了pod與節點之間的耦合。
一般對于k8s集群本身的數據持久化和docker本身的數據持久化會使用這種方式，可以自行參考apiService的yaml文件，位于：/etc/kubernetes/main…目錄下。

3）PersistentVolume（簡稱PV）：
基于NFS服務的PV，也可以基于GFS的PV。它的作用是統一數據持久化目錄，方便管理。

在一個PV的yaml文件中，可以對其配置PV的大小，
指定PV的訪問模式：

• ReadWriteOnce：只能以讀寫的方式掛載到單個節點；
• ReadOnlyMany：能以只讀的方式掛載到多個節點；
• ReadWriteMany：能以讀寫的方式掛載到多個節點。，
  以及指定pv的回收策略：
• recycle：清除PV的數據，然后自動回收；
• Retain：需要手動回收；
• delete：刪除云存儲資源，云存儲專用；
  #PS：這里的回收策略指的是在PV被刪除后，在這個PV下所存儲的源文件是否刪除）。

若需使用PV，那么還有一個重要的概念：PVC，PVC是向PV申請應用所需的容量大小，K8s集群中可能會有多個PV，PVC和PV若要關聯，其定義的訪問模式必須一致。定義的storageClassName也必須一致，若群集中存在相同的（名字、訪問模式都一致）兩個PV，那么PVC會選擇向它所需容量接近的PV去申請，或者隨機申請。