k8s高频面试题汇总

📖 目录

• 一、基础概念篇
• 二、核心组件篇
• 三、Pod和容器篇
• 四、网络和服务篇
• 五、存储管理篇
• 六、调度和资源管理篇
• 七、实战操作篇
• 八、故障排查篇

一、基础概念篇

1. 什么是Kubernetes？它解决了什么问题？

答案：

Kubernetes（简称K8s）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。

解决的问题：

• 容器调度：在哪个节点运行哪个容器
• 服务发现：容器如何找到彼此
• 负载均衡：流量如何分配到多个容器实例
• 自动扩缩容：根据负载自动调整容器数量
• 滚动更新：零停机更新应用
• 自愈能力：容器崩溃时自动重启

比喻理解： Kubernetes就像一个交响乐团的指挥，协调各个乐手（容器）完成演奏（应用服务）。

2. 简述Kubernetes的架构组成？

答案：

Kubernetes集群由两部分组成：

控制平面（Control Plane）

┌──────────────────────────────────────┐ │ 控制平面节点 │ ├──────────────────────────────────────┤ │ 1. API Server – 统一入口 │ │ 2. etcd – 配置存储 │ │ 3. Scheduler – 调度器 │ │ 4. Controller – 控制器 │ │ 5. Cloud Controller – 云控制器 │ └──────────────────────────────────────┘

工作节点（Worker Nodes）

┌──────────────────────────────────────┐ │ 工作节点 │ ├──────────────────────────────────────┤ │ 1. kubelet – 节点代理 │ │ 2. kube-proxy – 网络代理 │ │ 3. Container Runtime – 容器运行时 │ └──────────────────────────────────────┘

3. Master节点和Node节点的职责分别是什么？

答案：

Master节点作用：

• 做出调度决策
• 监控和响应事件
• 维护集群状态
• 提供REST API

Node节点作用：

• 运行Pod和容器
• 向Master报告状态
• 执行Master指令
• 管理网络和存储

4. Pod的概念和作用是什么？

答案：

Pod定义：

• Kubernetes中最小的部署和管理单位
• 一个或多个容器的组合
• 共享网络命名空间和存储卷

特点：

# Pod示例
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx–pod
spec:
containers:
– name: nginx
image: nginx:1.20
ports:
– containerPort: 80
– name: sidecar
image: busybox
command: ["sleep", "3600"]

作用：

• 资源共享：Pod内容器共享网络IP、端口空间、存储卷
• 协同工作：支持sidecar模式（如日志收集、代理容器）
• 生命周期管理：Pod是调度、扩展、删除的最小单位

5. Deployment、ReplicaSet、Pod的关系？

答案：

Deployment
↓ 管理
ReplicaSet
↓ 管理
Pod → 真正的容器

关系链：

为什么需要三层？

• Deployment：处理滚动更新、回滚
• ReplicaSet：管理副本数量
• Pod：运行应用

6. ConfigMap和Secret的区别和用法？

答案：

ConfigMap示例：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: app–config
data:
database_url: "mysql://localhost:3306"
debug_mode: "true"
—
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
envFrom:
– configMapRef:
name: app–config

Secret示例：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: app–secret
type: Opaque
data:
username: YWRtaW4= # base64: admin
password: cGFzc3dvcmQ= # base64: password
—
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
env:
– name: DB_USER
valueFrom:
secretKeyRef:
name: app–secret
key: username

7. 什么是Service？有哪些类型？

答案：

Service定义了Pod的逻辑集合和访问策略。

Service类型：

8. Namespace的作用是什么？

答案：

Namespace提供虚拟集群能力，用于资源隔离和管理。

作用：

# 查看所有Namespace
kubectl get namespaces

# 创建Namespace
kubectl create namespace production

# 在指定Namespace创建资源
kubectl create deployment nginx –image=nginx -n production

常用场景：

• 环境隔离：dev、staging、production
• 团队隔离：不同团队独立管理
• 资源配额：限制Namespace资源使用

示例：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: production
—
# 创建带资源限制的Namespace
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: compute–quota
namespace: production
spec:
hard:
requests.cpu: "4"
requests.memory: 8Gi
limits.cpu: "8"
limits.memory: 16Gi

9. Label和Selector的作用？

答案：

Label用于标识和组织资源，Selector用于选择资源。

Label示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
env: production
tier: frontend
version: v1.0
spec:
containers:
– name: nginx
image: nginx:1.20

Selector示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx

查询示例：

# 通过Label选择Pod
kubectl get pods -l app=nginx
kubectl get pods -l env=production,tier=frontend

# 不匹配选择
kubectl get pods -l 'app!=nginx'

# 集合选择
kubectl get pods -l 'env in (production,staging)'

10. 什么是声明式管理和命令式管理？

答案：

命令式管理： 告诉系统"做什么"

kubectl create deployment nginx –image=nginx
kubectl scale deployment nginx –replicas=3
kubectl set image deployment nginx nginx=nginx:1.21

声明式管理： 描述"期望状态"

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
spec:
replicas: 3
template:
spec:
containers:
– name: nginx
image: nginx:1.21

区别：

• 命令式：执行具体操作
• 声明式：描述目标状态，由系统保证

推荐：

• 生产环境使用声明式（YAML文件）
• 开发测试可使用命令式

二、核心组件篇

11. API Server的作用和特点？

答案：

API Server是Kubernetes集群的统一入口。

作用：

特点：

# API Server地址
kubectl cluster-info

# API Server端点
https://kubernetes.default.svc

工作流程：

用户请求 → kubectl → API Server
↓
验证（认证、授权、准入控制）
↓
存储到etcd
↓
通知相关组件（如Scheduler）

无状态设计：

• 可以水平扩展
• 不存储任何状态
• 所有状态在etcd中

12. etcd的作用和工作原理？

答案：

etcd是Kubernetes的配置数据库。

作用：

# etcd存储的数据
– 所有资源定义（Pod、Service等）
– 集群状态
– 配置信息
– 服务发现信息

特点：

• 分布式键值存储
• 强一致性（Raft协议）
• 高可用（3/5/7副本）

数据备份：

# 备份etcd数据
ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save snapshot.db \\
–endpoints=https://127.0.0.1:2379 \\
–cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \\
–cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \\
–key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key

# 恢复etcd数据
etcdctl snapshot restore snapshot.db

重要提示：

• etcd是Kubernetes的单点故障点
• 必须定期备份
• 生产环境需要多个etcd实例

13. Scheduler的工作原理和调度策略？

答案：

Scheduler负责将Pod调度到合适的节点。

工作流程：

1. Pod创建 → API Server
2. 写入etcd
3. Scheduler watch到新Pod
4. 过滤节点（Predicates）
5. 评分节点（Priorities）
6. 选择最优节点
7. 绑定节点（通过kubelet）

调度策略示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
– matchExpressions:
– key: disktype
operator: In
values:
– ssd

常见调度策略：

14. Controller Manager的功能？

答案：

Controller Manager包含多个控制器，维护期望状态。

主要控制器：

工作流程：

for {
// 1. 获取期望状态（Desired State）
desired := getDesiredState()

// 2. 获取当前状态（Current State）
current := getCurrentState()

// 3. 对比差异
diff := compare(current, desired)

// 4. 执行操作使当前状态接近期望状态
execute(diff)

// 5. 等待一段时间后循环
time.Sleep(1 * time.Second)
}

示例：

# 查询控制器状态
kubectl get controllerrevisions
kubectl describe deployment nginx

15. kubelet的作用和职责？

答案：

kubelet是Node节点的代理，管理Pod生命周期。

职责：

命令示例：

# 查看kubelet状态
systemctl status kubelet

# 查看kubelet日志
journalctl -u kubelet -f

# kubelet配置
cat /var/lib/kubelet/config.yaml

工作流程：

API Server → kubelet → CRI → Container Runtime → 启动容器

16. kube-proxy如何实现负载均衡？

答案：

kube-proxy负责实现Service的负载均衡。

三种模式：

负载均衡算法：

• Round Robin（轮询）
• Session Affinity（会话保持）
• Least Connection（最少连接）

17. Container Runtime的作用？

答案：

Container Runtime负责运行容器。

常见实现：

• Docker（历史最早）
• containerd（CNCF项目）
• CRI-O（Red Hat）
• gvisor（Google）

CRI接口：

Kubernetes → CRI → Container Runtime

切换Runtime示例：

# containerd
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
cgroupDriver: systemd

18. 解释Kubernetes的声明式API模型？

答案：

声明式API是Kubernetes的核心设计理念。

对比：

YAML示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
spec:
replicas: 3 # 声明：期望3个副本
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
– name: nginx
image: nginx:1.20

控制器保证：

# 无论如何操作，最终都是3个Pod
kubectl delete pod nginx-xxx # 自动重建
kubectl scale deployment nginx –replicas=1 # 会恢复到3

19. Master节点高可用如何实现？

答案：

通过部署多个Master节点实现高可用。

架构：

LoadBalancer
┌───────┼───────┐
↓ ↓ ↓
Master1 Master2 Master3
└───────┼───────┘
↓
etcd集群（3节点）

组件高可用：

部署示例：

# 查看Master节点
kubectl get nodes -l node-role.kubernetes.io/master

# etcd集群信息
etcdctl member list

20. Node节点的健康检查和状态？

答案：

kubelet定期向Master报告节点状态。

节点状态：

# 查看节点状态
kubectl get nodes

# 查看详细状态
kubectl describe node <node-name>

# 节点条件（Conditions）
– Ready: 节点是否健康
– MemoryPressure: 内存压力
– DiskPressure: 磁盘压力
– PIDPressure: 进程ID压力

节点操作：

# 标记节点为不可调度
kubectl cordon <node-name>

# 驱逐节点上的Pod
kubectl drain <node-name> –ignore-daemonsets

# 取消不可调度标记
kubectl uncordon <node-name>

# 删除节点
kubectl delete node <node-name>

三、Pod和容器篇

21. Pod的生命周期和状态转换？

答案：

Pod状态：

Pending → Running → Succeeded/Failed
↓
Unknown

状态说明：

• Pending：调度中，等待被调度到节点
• ContainerCreating：创建容器
• Running：至少一个容器运行中
• Succeeded：所有容器成功退出
• Failed：至少一个容器失败退出
• Unknown：无法获取Pod状态

示例：

# 查看Pod状态
kubectl get pods

# 查看详细信息
kubectl describe pod <pod-name>

# 查看Pod事件
kubectl get events –field-selector involvedObject.name=<pod-name>

22. Init Container的作用和用法？

答案：

Init Container在应用容器启动前运行。

用途：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp–pod
spec:
initContainers:
# 等待数据库就绪
– name: wait–db
image: busybox
command: ['sh', '-c']
args:
– |
until nc -z db 3306; do
echo "waiting for db…"
sleep 2
done
# 初始化数据
– name: init–data
image: init–tools
command: ['/init.sh']
containers:
– name: app
image: myapp:latest

特点：

• 按顺序执行
• 必须成功退出
• 应用容器启动前运行

23. Pod的健康检查机制？

答案：

Kubernetes提供三种探针。

探针类型：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
# 存活探针
livenessProbe:
httpGet:
path: /health
port: 8080
initialDelaySeconds: 30
periodSeconds: 10
timeoutSeconds: 5
failureThreshold: 3

# 就绪探针
readinessProbe:
httpGet:
path: /ready
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 5

# 启动探针
startupProbe:
httpGet:
path: /startup
port: 8080
failureThreshold: 30
periodSeconds: 10

区别：

24. Pod的资源限制如何设置？

答案：

通过requests和limits限制资源使用。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
resources:
# 请求资源（调度参考）
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "250m" # 0.25 CPU
# 限制资源（运行限制）
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m" # 0.5 CPU

说明：

• requests：Pod调度所需资源
• limits：Pod运行时限制

CPU单位：

• 1 = 1 CPU核心
• 500m = 0.5 CPU核心
• 250m = 0.25 CPU核心

内存单位：

• 64Mi = 64 Mebibyte
• 1Gi = 1 Gibibyte

资源配额：

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: compute–quota
spec:
hard:
requests.cpu: "4"
requests.memory: 8Gi
limits.cpu: "8"
limits.memory: 16Gi

25. 如何实现优雅关闭？

答案：

通过SIGTERM信号实现优雅关闭。

Pod配置：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: graceful–shutdown
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
# 优雅关闭等待时间（默认30秒）
lifecycle:
preStop:
exec:
command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 15"]

工作流程：

1. 收到删除请求
2. Pod状态变为Terminating
3. 从Service移除Pod
4. 发送SIGTERM信号
5. 等待gracePeriodSeconds（默认30秒）
6. 强制终止（SIGKILL）

代码示例：

import signal
import sys

def signal_handler(sig, frame):
print('收到SIGTERM，开始优雅关闭…')
# 清理工作
cleanup()
sys.exit(0)

signal.signal(signal.SIGTERM, signal_handler)

if __name__ == '__main__':
# 应用逻辑
run_app()

26. Sidecar模式的应用场景？

答案：

Sidecar是在同一个Pod中运行的辅助容器。

场景示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: app–with–sidecar
spec:
containers:
# 主容器
– name: app
image: myapp:latest
volumeMounts:
– name: shared–log
mountPath: /var/log

# Sidecar容器
– name: log–agent
image: fluentd:latest
volumeMounts:
– name: shared–log
mountPath: /var/log
– name: fluentd–config
mountPath: /etc/fluentd
volumes:
– name: shared–log
emptyDir: {}
– name: fluentd–config
configMap:
name: fluentd–config

常见Sidecar用途：

27. 什么是Ephemeral Storage？

答案：

临时的本地存储。

用途：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
resources:
requests:
ephemeral-storage: "2Gi"
limits:
ephemeral-storage: "4Gi"
volumeMounts:
– name: scratch
mountPath: /tmp
volumes:
– name: scratch
emptyDir:
sizeLimit: 1Gi

特点：

• Pod删除后丢失
• 用于缓存、临时文件
• 可设置大小限制

28. Pod安全策略（Security Context）？

答案：

配置Pod和容器的安全属性。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: security–context–demo
spec:
# Pod级别的安全上下文
securityContext:
runAsUser: 1000
fsGroup: 2000
containers:
– name: demo
image: nginx
# 容器级别的安全上下文
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false
runAsNonRoot: true
runAsUser: 1000
capabilities:
drop:
– ALL
add:
– NET_BIND_SERVICE

常用配置：

• runAsNonRoot：非root运行
• readOnlyRootFilesystem：只读文件系统
• capabilities：Linux能力

四、网络和服务篇

29. Service的负载均衡原理？

答案：

通过Endpoints和iptables/ipvs实现。

工作流程：

客户端 → Service:80 → iptables/ipvs → Pod IP

查看Endpoints：

# Service选择Pod
kubectl get endpoints nginx-service

# Endpoints内容
# nginx-service 10.244.1.2:80,10.244.1.3:80,10.244.2.1:80

iptables规则：

# 查看Service的iptables规则
iptables -t nat -L -n | grep KUBE-SVC

# 负载均衡规则
-A KUBE-SVC-XXXXXXXX -m statistic –mode random –probability 0.333...
-A KUBE-SVC-XXXXXXXX -m statistic –mode random –probability 0.5 ...
-A KUBE-SVC-XXXXXXXX -m tcp -p tcp -j DNAT –to-destination <Pod IP>:80

30. Ingress的作用和配置？

答案：

Ingress提供HTTP/HTTPS路由。

示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: example–ingress
spec:
ingressClassName: nginx
rules:
– host: app1.example.com
http:
paths:
– path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: app1–service
port:
number: 80
– host: app2.example.com
http:
paths:
– path: /api
pathType: Prefix
backend:
service:
name: app2–service
port:
number: 8080
# HTTPS配置
tls:
– hosts:
– app1.example.com
secretName: app1–tls

常见Ingress控制器：

• NGINX Ingress
• Traefik
• HAProxy
• Istio Gateway

31. Headless Service的用途？

答案：

无ClusterIP的Service。

示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx–headless
spec:
clusterIP: None # Headless Service
selector:
app: nginx
ports:
– port: 80

用途：

DNS解析：

# 普通Service返回ClusterIP
nslookup nginx-service
# -> 返回一个IP

# Headless Service返回所有Pod IP
nslookup nginx-headless
# -> 返回多个Pod IP

32. Network Policy的作用？

答案：

Network Policy实现Pod级别的网络隔离。

示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
name: test–network–policy
spec:
podSelector:
matchLabels:
app: api
policyTypes:
– Ingress
– Egress
ingress:
# 允许来自特定Pod的入站流量
– from:
– podSelector:
matchLabels:
app: frontend
ports:
– protocol: TCP
port: 8080
egress:
# 允许出站到数据库
– to:
– podSelector:
matchLabels:
app: database
ports:
– protocol: TCP
port: 5432

前提条件：

• 需要CNI插件支持（如Calico、Cilium）

33. 如何实现会话保持（Session Affinity）？

答案：

通过Service的sessionAffinity配置。

示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp–service
spec:
type: ClusterIP
sessionAffinity: ClientIP
sessionAffinityConfig:
clientIP:
timeoutSeconds: 10800 # 3小时
selector:
app: myapp
ports:
– port: 80
targetPort: 8080

原理：

• 基于客户端IP的会话保持
• 同一IP的请求路由到同一Pod
• 适合需要会话状态的应用

34. Service和Pod的DNS解析？

答案：

Kubernetes提供DNS服务（CoreDNS）。

DNS名称规则：

Service: <service-name>.<namespace>.svc.cluster.local
Pod: <pod-ip>.<namespace>.pod.cluster.local

示例：

# 同Namespace
ping nginx-service

# 跨Namespace
ping nginx-service.production

# 完整域名
ping nginx-service.production.svc.cluster.local

Pod的DNS配置：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
dnsPolicy: ClusterFirst
dnsConfig:
nameservers:
– 8.8.8.8
searches:
– default.svc.cluster.local
options:
– name: ndots
value: "2"

五、存储管理篇

35. PV、PVC、StorageClass的关系？

答案：

StorageClass（存储类）
↓ 自动创建
PV（持久化卷）
↓ 绑定
PVC（持久化卷声明）
↓ 使用
Pod

示例：

# 1. StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: fast–ssd
provisioner: kubernetes.io/aws–ebs
parameters:
type: gp2

—
# 2. PVC
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mysql–pvc
spec:
accessModes:
– ReadWriteOnce
storageClassName: fast–ssd
resources:
requests:
storage: 100Gi

—
# 3. Pod使用
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: mysql
volumeMounts:
– name: mysql–storage
mountPath: /var/lib/mysql
volumes:
– name: mysql–storage
persistentVolumeClaim:
claimName: mysql–pvc

36. Volume的类型和使用？

答案：

emptyDir：临时存储

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
volumeMounts:
– name: cache
mountPath: /cache
volumes:
– name: cache
emptyDir:
sizeLimit: 1Gi

hostPath：主机路径

volumes:
– name: host–data
hostPath:
path: /data
type: DirectoryOrCreate

secret/configMap：配置数据

volumes:
– name: config
configMap:
name: app–config
– name: secret
secret:
secretName: app–secret

37. StatefulSet使用存储的特点？

答案：

StatefulSet需要持久化存储。

示例：

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: mysql
spec:
serviceName: "mysql"
replicas: 3
template:
spec:
containers:
– name: mysql
volumeMounts:
– name: data
mountPath: /var/lib/mysql
volumeClaimTemplates:
– metadata:
name: data
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
storageClassName: "fast-ssd"
resources:
requests:
storage: 100Gi

特点：

• 每个Pod有独立的PVC
• 有序创建和删除
• 稳定的网络标识

38. 如何备份和恢复PVC数据？

答案：

通过Velero或手动备份。

Velero示例：

# 安装Velero
velero install

# 备份PVC
velero backup create mysql-backup \\
–include-namespaces production \\
–snapshot-volumes

# 恢复
velero restore create \\
–from-backup mysql-backup

手动备份：

# 创建备份Pod
kubectl run backup-pod –image=restic/restic:latest \\
–restart=Never –rm -it \\
-v <pvc-name>:/data \\
— sh

# 在Pod内执行备份
# restic backup /data

六、调度和资源管理篇

39. Pod的调度过程？

答案：

创建Pod → API Server → etcd
↓
Scheduler监听
↓
过滤节点（Predicates）
↓
评分节点（Priorities）
↓
选择最优节点
↓
绑定到节点（kubelet）
↓
节点上创建容器

调度示例：

# 查看调度事件
kubectl get events –field-selector reason=FailedScheduling

# 手动指定节点
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
nodeName: node-1 # 直接指定节点

40. 节点亲和性和Pod亲和性？

答案：

Node Affinity：Pod与节点

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
affinity:
nodeAffinity:
# 必须满足
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
– matchExpressions:
– key: node–type
operator: In
values:
– gpu
# 优选
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
– weight: 100
preference:
matchExpressions:
– key: disk–type
operator: In
values:
– ssd

Pod Affinity：Pod与Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
affinity:
podAffinity:
# 必须与app=redis部署在同一节点
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
– labelSelector:
matchExpressions:
– key: app
operator: In
values:
– redis
topologyKey: kubernetes.io/hostname

41. Taint和Toleration的作用？

答案：

污点和容忍用于节点调度控制。

节点污点：

# 添加污点
kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule

# 删除污点
kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule-

# 查看污点
kubectl describe node node1

Pod容忍：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
tolerations:
– key: "key"
operator: "Equal"
value: "value"
effect: "NoSchedule"
– key: "node.kubernetes.io/unschedulable"
operator: "Exists"
effect: "NoExecute"
tolerationSeconds: 300

污点效果：

• NoSchedule：不调度
• PreferNoSchedule：尽量避免
• NoExecute：驱逐已运行的Pod

42. HPA自动扩缩容？

答案：

HorizontalPodAutoscaler自动调整Pod数量。

示例：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: app–hpa
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
name: app–deployment
minReplicas: 2
maxReplicas: 10
metrics:
– type: Resource
resource:
name: cpu
target:
type: Utilization
averageUtilization: 70
– type: Resource
resource:
name: memory
target:
type: Utilization
averageUtilization: 80

自定义指标：

metrics:
– type: Pods
pods:
metric:
name: packets–per–second
target:
type: AverageValue
averageValue: "1k"

43. 资源配额和限制范围？

答案：

ResourceQuota：Namespace配额

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: compute–quota
spec:
hard:
requests.cpu: "4"
requests.memory: 8Gi
limits.cpu: "8"
limits.memory: 16Gi
persistentvolumeclaims: "4"
pods: "10"

LimitRange：默认限制

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
name: mem–limit–range
spec:
limits:
– default:
memory: "1Gi"
cpu: "500m"
defaultRequest:
memory: "512Mi"
cpu: "250m"
type: Container

七、实战操作篇

44. 如何部署一个有状态应用？

答案：

使用StatefulSet部署有状态应用。

MySQL StatefulSet示例：

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: mysql
spec:
serviceName: mysql
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: mysql
template:
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
containers:
– name: mysql
image: mysql:8.0
env:
– name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysql–secret
key: password
ports:
– containerPort: 3306
volumeMounts:
– name: data
mountPath: /var/lib/mysql
– name: config
mountPath: /etc/mysql/conf.d
volumeClaimTemplates:
– metadata:
name: data
spec:
accessModes:
– ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 10Gi
—
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
spec:
clusterIP: None
selector:
app: mysql
ports:
– port: 3306
—
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: mysql–config
data:
my.cnf: |
[mysqld]
server-id=1
log-bin=mysql-bin
binlog-format=ROW

45. 如何实现滚动更新和回滚？

答案：

滚动更新：

# 方式1：更新镜像
kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.21

# 方式2：修改YAML
kubectl apply -f deployment.yaml

# 查看更新状态
kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

# 查看更新历史
kubectl rollout history deployment/nginx-deployment

回滚：

# 回滚到上一版本
kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

# 回滚到特定版本
kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment –to-revision=2

# 查看详细历史
kubectl rollout history deployment/nginx-deployment –revision=2

更新策略：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
spec:
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxUnavailable: 25% # 最多不可用25%
maxSurge: 25% # 最多多25%额外
minReadySeconds: 30 # 就绪等待时间
progressDeadlineSeconds: 600 # 超时时间

46. 如何使用ConfigMap和Secret？

答案：

创建ConfigMap：

# 从文件创建
kubectl create configmap app-config \\
–from-file=config.properties \\
–from-file=log4j.properties

# 从字面量创建
kubectl create configmap app-config \\
–from-literal=key1=value1 \\
–from-literal=key2=value2

在Pod中使用：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
# 环境变量方式
env:
– name: DATABASE_URL
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: app–config
key: database_url
# 所有键值对
envFrom:
– configMapRef:
name: app–config
# 文件挂载
volumeMounts:
– name: config
mountPath: /etc/config
volumes:
– name: config
configMap:
name: app–config

创建Secret：

# 从文件创建
kubectl create secret generic app-secret \\
–from-file=username.txt \\
–from-file=password.txt

# 从字面量创建
kubectl create secret generic app-secret \\
–from-literal=username=admin \\
–from-literal=password=secret123

47. 如何设置资源限制和配额？

答案：

Pod资源限制：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "250m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"

Namespace配额：

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: dev–quota
spec:
hard:
requests.cpu: "4"
requests.memory: 8Gi
limits.cpu: "8"
limits.memory: 16Gi
persistentvolumeclaims: "10"
secrets: "20"
configmaps: "20"

LimitRange默认限制：

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
name: mem–limit–range
spec:
limits:
– default:
memory: "512Mi"
cpu: "500m"
defaultRequest:
memory: "256Mi"
cpu: "250m"
max:
memory: "2Gi"
cpu: "2"
min:
memory: "128Mi"
cpu: "100m"
type: Container

48. 如何实现健康检查？

答案：

配置三种探针。

健康检查配置：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: web–app
spec:
template:
spec:
containers:
– name: app
image: myapp:latest
ports:
– containerPort: 8080

# 存活探针
livenessProbe:
httpGet:
path: /health
port: 8080
initialDelaySeconds: 30
periodSeconds: 10
timeoutSeconds: 5
failureThreshold: 3

# 就绪探针
readinessProbe:
httpGet:
path: /ready
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 5
successThreshold: 1
failureThreshold: 3

# 启动探针
startupProbe:
httpGet:
path: /startup
port: 8080
failureThreshold: 30
periodSeconds: 10

探针类型：

# HTTP探针
livenessProbe:
httpGet:
path: /health
port: 8080
scheme: HTTP

# TCP探针
livenessProbe:
tcpSocket:
port: 8080

# 命令探针
livenessProbe:
exec:
command:
– cat
– /tmp/healthy
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 5

49. 如何排查Pod问题？

答案：

系统化的排查步骤。

步骤1：查看Pod状态

# 基本信息
kubectl get pods

# 详细信息
kubectl describe pod <pod-name>

# 查看YAML
kubectl get pod <pod-name> -o yaml

步骤2：查看日志

# 当前日志
kubectl logs <pod-name>

# 指定容器
kubectl logs <pod-name> -c <container-name>

# 跟踪日志
kubectl logs -f <pod-name>

# 之前容器的日志（已重启）
kubectl logs <pod-name> –previous

步骤3：进入容器调试

# 进入Pod
kubectl exec -it <pod-name> — /bin/sh

# 进入特定容器
kubectl exec -it <pod-name> -c <container-name> — /bin/sh

# 执行命令
kubectl exec <pod-name> — env

步骤4：查看事件

# Pod事件
kubectl get events –field-selector involvedObject.name=<pod-name>

# 所有事件
kubectl get events –sort-by='.lastTimestamp'

# 查看特定类型的事件
kubectl get events –field-selector type=Warning

步骤5：资源检查

# 节点资源
kubectl top nodes

# Pod资源使用
kubectl top pods

# 节点详细信息
kubectl describe node <node-name>

50. 如何扩容和缩容？

答案：

手动扩缩容：

# 扩容
kubectl scale deployment nginx –replicas=5

# 缩容
kubectl scale deployment nginx –replicas=2

# 查看扩容状态
kubectl get deployment nginx

自动扩缩容（HPA）：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: app–hpa
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
name: app
minReplicas: 2
maxReplicas: 10
metrics:
– type: Resource
resource:
name: cpu
target:
type: Utilization
averageUtilization: 70

垂直扩缩容（VPA）：

# 安装VPA
kubectl apply -f https://github.com/kubernetes/autoscaler/vertical-pod-autoscaler/releases/latest/download/vpa-release.yaml

# 创建VPA
kubectl autoscale vpa app-vpa –min=2 –max=10

51. 如何备份和恢复集群？

答案：

etcd备份：

# 备份etcd
ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save snapshot.db \\
–endpoints=https://127.0.0.1:2379 \\
–cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \\
–cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \\
–key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key

# 查看备份状态
etcdctl –write-out=table snapshot status snapshot.db

Velero备份（推荐）：

# 安装Velero
velero install \\
–provider aws \\
–bucket velero-backup \\
–secret-file ./credentials-velero

# 创建备份
velero backup create cluster-backup

# 列出备份
velero backup get

# 恢复
velero restore create –from-backup cluster-backup

手动备份资源：

# 导出所有资源
kubectl get all –all-namespaces -o yaml > backup.yaml

# 导出特定资源
kubectl get deployment nginx -o yaml > nginx.yaml

52. 如何进行CI/CD集成？

答案：

Jenkins集成：

pipeline {
agent any
stages {
stage('Build') {
steps {
sh 'docker build -t myapp:$BUILD_NUMBER .'
sh 'docker push myapp:$BUILD_NUMBER'
}
}
stage('Deploy to K8s') {
steps {
sh '''
kubectl set image deployment/myapp \\
myapp=myapp:$BUILD_NUMBER
'''
}
}
}
}

GitLab CI集成：

.deploy:
script:
– kubectl set image deployment/app app=app:$CI_COMMIT_SHA
– kubectl rollout status deployment/app

ArgoCD（GitOps）：

apiVersion: argoproj.io/v1alpha1
kind: Application
metadata:
name: myapp
spec:
source:
repoURL: https://github.com/example/repo
path: k8s
destination:
server: https://kubernetes.default.svc
namespace: production

八、故障排查篇

53. Pod一直处于Pending状态？

答案：

排查步骤：

1. 查看调度失败原因

kubectl describe pod <pod-name>
# 查看 Events 部分

常见原因：

• 资源不足（CPU/内存）
• 节点选择器不匹配
• 污点未容忍
• PV/PVC问题

2. 查看节点资源

kubectl top nodes
kubectl describe node <node-name>

3. 检查节点选择器

kubectl get nodes –show-labels
kubectl get pod <pod-name> -o yaml | grep nodeSelector

4. 查看调度事件

kubectl get events –field-selector \\
reason=FailedScheduling

54. Pod一直处于CrashLoopBackOff状态？

答案：

排查步骤：

# 1. 查看当前状态
kubectl get pod <pod-name>

# 2. 查看日志
kubectl logs <pod-name>

# 3. 查看之前容器的日志
kubectl logs <pod-name> –previous

# 4. 查看详细信息
kubectl describe pod <pod-name>

# 5. 查看事件
kubectl get events –field-selector \\
involvedObject.name=<pod-name>

常见原因和解决：

• 应用错误：修复代码
• 配置错误：检查ConfigMap/Secret
• 资源不足：增加资源限制
• 健康检查失败：调整探针

55. Service无法访问Pod？

答案：

排查步骤：

1. 检查Service和Endpoints

kubectl get svc <service-name>
kubectl get endpoints <service-name>
# Endpoints应该包含Pod IP

2. 检查Pod选择器

kubectl get pods –show-labels
kubectl get svc <service-name> -o yaml
# 确保selector匹配Pod的labels

3. 检查端口映射

kubectl get svc <service-name> -o yaml | grep targetPort
# 确保端口正确

4. 测试Pod连通性

# 从另一个Pod测试
kubectl run test –image=busybox -it — sh
wget -O- http://<service-name>:80

5. 检查Network Policy

kubectl get networkpolicies

56. 节点NotReady问题排查？

答案：

排查步骤：

1. 查看节点状态

kubectl get nodes
kubectl describe node <node-name>

2. 检查kubelet状态

# SSH到节点
ssh <node-name>

# 查看kubelet状态
systemctl status kubelet

# 查看kubelet日志
journalctl -u kubelet -f

3. 检查常见问题

# 容器运行时
systemctl status docker
# 或
systemctl status containerd

# 网络插件
kubectl get pods -n kube-system

# 磁盘空间
df -h

4. 检查证书

# 证书是否过期
openssl x509 -in /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client.crt \\
-noout -dates

57. PVC无法绑定？

答案：

排查步骤：

1. 查看PVC状态

kubectl get pvc
kubectl describe pvc <pvc-name>

2. 查看PV

kubectl get pv
kubectl describe pv <pv-name>

3. 检查StorageClass

kubectl get storageclass
kubectl describe storageclass <sc-name>

4. 常见问题：

• StorageClass不存在
• PV资源不足
• accessModes不匹配
• nodeAffinity限制

58. 集群性能问题排查？

答案：

1. 查看资源使用

# 节点资源
kubectl top nodes

# Pod资源
kubectl top pods –all-namespaces

# 查看资源限制
kubectl describe nodes | grep -A 5 "Allocated resources"

2. 查看慢查询

# etcd慢查询
etcdctl –endpoints=https://127.0.0.1:2379 \\
–cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \\
–cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \\
–key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key \\
endpoint health

3. 检查DNS性能

# 测试DNS解析速度
kubectl run -it –rm debug –image=busybox –restart=Never — nslookup kubernetes.default

4. 监控指标

# 使用Prometheus/Grafana监控
# 或Metrics Server
kubectl top –help

59. 镜像拉取失败？

答案：

排查步骤：

1. 查看Pod状态

kubectl describe pod <pod-name>
# 查找 ImagePullBackOff 或 ErrImagePull

2. 检查镜像名称

# 确保镜像名称正确
kubectl get pod <pod-name> -o yaml | grep image:

3. 检查私有镜像

# 创建Secret
kubectl create secret docker–registry regcred \\
––docker–server=<registry> \\
––docker–username=<username> \\
––docker–password=<password>

# 在Pod中使用
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
imagePullSecrets:
– name: regcred
containers:
– name: app
image: private–registry.com/app:latest

4. 测试镜像拉取

# 在节点上测试
docker pull <image-name>

60. etcd数据损坏如何恢复？

答案：

备份恢复：

# 1. 停止所有etcd Pod（单Master或多Master）
kubectl get pods -n kube-system | grep etcd

# 2. 备份当前数据（如果有）
kubectl cp <etcd-pod-name>:/etc/kubernetes/etcd.yaml ./backup/

# 3. 恢复备份
ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot restore snapshot.db \\
–name etcd-0 \\
–initial-cluster etcd-0=https://127.0.0.1:2380 \\
–initial-advertise-peer-urls https://127.0.0.1:2380

# 4. 重启etcd
# 5. 重启kubelet
systemctl restart kubelet

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• Kubernetes官方文档
• Kubernetes官方教程
• Awesome Kubernetes
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