Kubernetes(K8s)

什么是 Kubernetes

Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。它能让你以声明式方式管理大规模集群中的应用，保证高可用、负载均衡与自动恢复。

Kubernetes 的基本架构组件

etcd： 一个分布式键值存储，用于保存集群状态数据。
kube-apiserver： 集群的控制中心，所有组件通过 API 进行交互。
kube-scheduler： 根据资源需求与调度策略，将 Pod 分配到合适的节点上。
kube-controller-manager： 负责管理集群状态，运行各种控制器来保持预期状态。
kubelet： 每个节点上的代理，负责与 API Server 交互并管理本机容器。
kube-proxy： 处理网络代理和负载均衡，确保服务之间的通信畅通。

什么是 Pod

Pod 是 Kubernetes 中最小的部署单元，它封装了一个或多个紧密关联的容器，这些容器共享网络、存储和运行环境。Pod 内的容器通常协同工作，共享同一个 IP 地址和端口空间。

什么是 Deployment

Deployment 是一种用于声明式管理 Pod 副本集的资源对象。它的主要作用包括：

自动化部署与更新： 支持滚动更新与回滚，确保无缝版本切换。
扩缩容： 通过调整副本数量，满足业务负载需求。
高可用性： 自动检测失败的 Pod 并进行重建，保持系统稳定。

解释 Pod 和 Deployment 的关系

Pod：最小调度单元（就像单个快递盒，里面可以装多个容器）
Deployment：管理 Pod 的副本和更新策略（像物流中心管理多个快递盒）

yaml

# 前端 Deployment 示例（管理 3 个 React Pod）
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
spec:
  replicas: 3
  template:
    spec:
      containers:
      - name: react-app
        image: my-react:latest
        ports:
        - containerPort: 3000

记忆点：Pod = 单个盒子，Deployment = 盒子管理员

什么是 Service？它在 Kubernetes 中起什么作用

Service 是对外提供稳定访问接口的抽象层，用于解决 Pod IP 动态变化带来的问题。主要作用：

服务发现： 为客户端提供固定的访问入口。
负载均衡： 自动将流量分配到多个 Pod 上，保证请求均衡。
常见类型有 ClusterIP（集群内访问）、NodePort（外部访问节点端口）、LoadBalancer（云环境中分配外部负载均衡器）等。

什么是 ConfigMap 和 Secret？

ConfigMap： 用于存储非敏感配置信息，如配置文件或环境变量。
Secret： 用于存储敏感数据（如密码、令牌），会进行 Base64 编码处理。
两者都可以在 Pod 中挂载或以环境变量形式使用，但 Secret 针对安全性做了特殊设计，避免敏感信息明文暴露。

前端项目如何通过 ConfigMap 管理环境变量

创建 ConfigMap：

yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: frontend-config
data:
  API_ENDPOINT: "https://api.example.com"
  ENV: "production"

Pod 中使用：

yaml

env:
  - name: REACT_APP_API_URL
    valueFrom:
      configMapKeyRef:
        name: frontend-config
        key: API_ENDPOINT

场景：不同环境（开发/生产）使用不同接口地址

如何实现 Kubernetes 的水平扩展（Scale）

可以通过两种方式实现：

手动扩缩容： 修改 Deployment 中的 replicas 数量，调整 Pod 数量。
自动扩缩容： 使用 Horizontal Pod Autoscaler (HPA)，根据 CPU、内存或自定义指标自动增加或减少 Pod 数量，确保资源利用最优化。

什么是 StatefulSet？它与 Deployment 有何不同

StatefulSet 用于部署有状态应用，它能保证每个 Pod 拥有唯一标识、稳定的网络标识和有序部署与更新。与 Deployment 不同，StatefulSet 主要用于需要保持持久状态的数据服务，如数据库，而 Deployment 则适合无状态的应用。

如何实现 Kubernetes 的滚动更新与回滚

滚动更新： 通过 Deployment 的更新策略，逐步替换旧版本 Pod 为新版本，确保在更新过程中服务不中断。
回滚： 如果更新出现问题，可以使用 Kubernetes 提供的回滚命令（如 kubectl rollout undo deployment <deployment-name>）恢复到先前稳定的版本，保证系统快速恢复。

什么是 Ingress？它如何帮助管理外部访问

Ingress 是一种 API 对象，用于管理外部用户对集群内服务的访问。它通过配置路由规则、SSL 终止和负载均衡等功能，将外部请求转发到正确的 Service。使用 Ingress Controller（如 Nginx Ingress Controller）来实现具体流量的路由和管理，有效降低集群外部暴露的复杂度。

Ingress 在前端部署中的作用

路由管理：根据域名/path 分发流量
SSL 终止：统一管理 HTTPS 证书
灰度发布：按权重分流（金丝雀发布）

yaml

# 前端 Ingress 示例
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: frontend-ingress
spec:
  rules:
  - host: app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: frontend-service
            port:
              number: 80

记忆点：智能路由器 + SSL 证书管理器

如何实现前端滚动更新和回滚？

滚动更新（默认策略）：

bash

kubectl set image deployment/frontend react-app=my-react:v2

查看状态：

bash

kubectl rollout status deployment/frontend

回滚操作：

bash

kubectl rollout undo deployment/frontend

策略参数：

yaml

strategy:
  type: RollingUpdate
  rollingUpdate:
    maxSurge: 25%        # 最多新增 Pod 数
    maxUnavailable: 25%  # 最大不可用比例

如何限制前端容器的资源使用

yaml

resources:
  requests:    # 最低保障
    memory: "256Mi"
    cpu: "100m"
  limits:      # 硬限制
    memory: "512Mi"
    cpu: "500m"

解释：

100m = 0.1 核 CPU
内存超过 limit 会被 OOMKill
前端建议：合理设置 limit 防止单页应用内存泄漏影响集群

如何通过 HPA 实现前端自动扩缩容？

yaml

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: frontend-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: frontend
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 60

场景：电商大促期间自动扩容前端实例

前端如何安全地管理敏感信息

使用 Secret：

bash

# 创建 Secret
kubectl create secret generic frontend-secret \
  --from-literal=API_KEY=supersecret123

挂载使用：

yaml

env:
- name: API_KEY
  valueFrom:
    secretKeyRef:
      name: frontend-secret
      key: API_KEY

安全实践：

加密存储（etcd 加密）
最小权限访问
定期轮换（前端对接的第三方密钥）

解释 PV 和 PVC 在前端的应用场景

PV (PersistentVolume)：集群存储资源（如 NAS）
PVC (PersistentVolumeClaim)：应用存储需求声明

yaml

# 前端日志收集场景示例
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: frontend-logs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

使用场景：

前端 SSR 日志持久化
文件上传临时存储

如何快速排查前端 Pod 故障？

bash

# 查看 Pod 状态
kubectl get pods -l app=frontend

# 查看日志
kubectl logs <pod-name> -f

# 进入容器调试
kubectl exec -it <pod-name> -- sh

# 查看事件记录
kubectl describe pod <pod-name>

常见问题：

CrashLoopBackOff：容器启动失败（检查镜像/启动命令）
ImagePullBackOff：镜像拉取失败（检查镜像权限）
Pending：资源不足（检查 requests/limits）

记忆地图：

K8s 核心概念四层结构：
POD → Deployment → Service → Ingress
(容器盒)  (副本管理)  (网络暴露) (智能路由)

前端重点关注：
1. 部署（Deployment）
2. 配置（ConfigMap/Secret）
3. 暴露（Service/Ingress）
4. 扩缩（HPA）
5. 安全（非 root 用户）

实战技巧：

使用 kubectl apply -f 代替 create
给资源打标签：app: frontend
开发环境使用 minikube 或 kind 本地测试
生产环境配合 CI/CD 实现自动发布（如 ArgoCD）

Kubernetes(K8s) ​

什么是 Kubernetes ​

Kubernetes 的基本架构组件 ​

什么是 Pod ​

什么是 Deployment ​

解释 Pod 和 Deployment 的关系 ​

什么是 Service？它在 Kubernetes 中起什么作用 ​

什么是 ConfigMap 和 Secret？ ​

前端项目如何通过 ConfigMap 管理环境变量 ​

如何实现 Kubernetes 的水平扩展（Scale） ​

什么是 StatefulSet？它与 Deployment 有何不同 ​

如何实现 Kubernetes 的滚动更新与回滚 ​

什么是 Ingress？它如何帮助管理外部访问 ​

Ingress 在前端部署中的作用 ​

如何实现前端滚动更新和回滚？ ​

如何限制前端容器的资源使用 ​

如何通过 HPA 实现前端自动扩缩容？ ​

前端如何安全地管理敏感信息 ​

解释 PV 和 PVC 在前端的应用场景 ​

如何快速排查前端 Pod 故障？ ​

Kubernetes(K8s)

什么是 Kubernetes

Kubernetes 的基本架构组件

什么是 Pod

什么是 Deployment

解释 Pod 和 Deployment 的关系

什么是 Service？它在 Kubernetes 中起什么作用

什么是 ConfigMap 和 Secret？

前端项目如何通过 ConfigMap 管理环境变量

如何实现 Kubernetes 的水平扩展（Scale）

什么是 StatefulSet？它与 Deployment 有何不同

如何实现 Kubernetes 的滚动更新与回滚

什么是 Ingress？它如何帮助管理外部访问

Ingress 在前端部署中的作用

如何实现前端滚动更新和回滚？

如何限制前端容器的资源使用

如何通过 HPA 实现前端自动扩缩容？

前端如何安全地管理敏感信息

解释 PV 和 PVC 在前端的应用场景

如何快速排查前端 Pod 故障？