關(guān)于Linux云原生k8s總結(jié)的硬核干貨

簡述ETCD及其特點？

etcd 是 CoreOS 團隊發(fā)起的開源項目，是一個管理配置信息和服務(wù)發(fā)現(xiàn)（service discovery）的項目，它的目標是構(gòu)建一個高可用的分布式鍵值（key-value）數(shù)據(jù)庫，基于 Go 語言實現(xiàn)。

特點：

簡單：支持 REST 風格的 HTTP+JSON API

安全：支持 HTTPS 方式的訪問

快速：支持并發(fā) 1k/s 的寫操作

可靠：支持分布式結(jié)構(gòu)，基于 Raft 的一致性算法，Raft 是一套通過選舉主節(jié)點來實現(xiàn)分布式系統(tǒng)一致性的算法。

簡述ETCD適應(yīng)的場景？

etcd基于其優(yōu)秀的特點，可廣泛的應(yīng)用于以下場景：

服務(wù)發(fā)現(xiàn)(Service Discovery)：服務(wù)發(fā)現(xiàn)主要解決在同一個分布式集群中的進程或服務(wù)，要如何才能找到對方并建立連接。本質(zhì)上來說，服務(wù)發(fā)現(xiàn)就是想要了解集群中是否有進程在監(jiān)聽udp或tcp端口，并且通過名字就可以查找和連接。

消息發(fā)布與訂閱：在分布式系統(tǒng)中，最適用的一種組件間通信方式就是消息發(fā)布與訂閱。即構(gòu)建一個配置共享中心，數(shù)據(jù)提供者在這個配置中心發(fā)布消息，而消息使用者則訂閱他們關(guān)心的主題，一旦主題有消息發(fā)布，就會實時通知訂閱者。通過這種方式可以做到分布式系統(tǒng)配置的集中式管理與動態(tài)更新。 應(yīng)用中用到的一些配置信息放到etcd上進行集中管理。

負載均衡：在分布式系統(tǒng)中，為了保證服務(wù)的高可用以及數(shù)據(jù)的一致性，通常都會把數(shù)據(jù)和服務(wù)部署多份，以此達到對等服務(wù)，即使其中的某一個服務(wù)失效了，也不影響使用。etcd本身分布式架構(gòu)存儲的信息訪問支持負載均衡。etcd集群化以后，每個etcd的核心節(jié)點都可以處理用戶的請求。所以，把數(shù)據(jù)量小但是訪問頻繁的消息數(shù)據(jù)直接存儲到etcd中也可以實現(xiàn)負載均衡的效果。

分布式通知與協(xié)調(diào)：與消息發(fā)布和訂閱類似，都用到了etcd中的Watcher機制，通過注冊與異步通知機制，實現(xiàn)分布式環(huán)境下不同系統(tǒng)之間的通知與協(xié)調(diào)，從而對數(shù)據(jù)變更做到實時處理。

分布式鎖：因為etcd使用Raft算法保持了數(shù)據(jù)的強一致性，某次操作存儲到集群中的值必然是全局一致的，所以很容易實現(xiàn)分布式鎖。鎖服務(wù)有兩種使用方式，一是保持獨占，二是控制時序。

集群監(jiān)控與Leader競選：通過etcd來進行監(jiān)控實現(xiàn)起來非常簡單并且實時性強。

簡述HAProxy及其特性？

HAProxy是可提供高可用性、負載均衡以及基于TCP和HTTP應(yīng)用的代理，是免費、快速并且可靠的一種解決方案。HAProxy非常適用于并發(fā)大（并發(fā)達1w以上）web站點，這些站點通常又需要會話保持或七層處理。HAProxy的運行模式使得它可以很簡單安全的整合至當前的架構(gòu)中，同時可以保護web服務(wù)器不被暴露到網(wǎng)絡(luò)上。

HAProxy的主要特性有：

可靠性和穩(wěn)定性非常好，可以與硬件級的F5負載均衡設(shè)備相媲美；

最高可以同時維護40000-50000個并發(fā)連接，單位時間內(nèi)處理的最大請求數(shù)為20000個，最大處理能力可達10Git/s；

支持多達8種負載均衡算法，同時也支持會話保持；

支持虛機主機功能，從而實現(xiàn)web負載均衡更加靈活；

支持連接拒絕、全透明代理等獨特的功能；

擁有強大的ACL支持，用于訪問控制；

其獨特的彈性二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性上升到了0(1)，即數(shù)據(jù)的查尋速度不會隨著數(shù)據(jù)條目的增加而速度有所下降；

支持客戶端的keepalive功能，減少客戶端與haproxy的多次三次握手導致資源浪費，讓多個請求在一個tcp連接中完成；

支持TCP加速，零復(fù)制功能，類似于mmap機制；

支持響應(yīng)池（response buffering）；

支持RDP協(xié)議；

基于源的粘性，類似nginx的ip_hash功能，把來自同一客戶端的請求在一定時間內(nèi)始終調(diào)度到上游的同一服務(wù)器；

更好統(tǒng)計數(shù)據(jù)接口，其web接口顯示后端集群中各個服務(wù)器的接收、發(fā)送、拒絕、錯誤等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息；

詳細的健康狀態(tài)檢測，web接口中有關(guān)于對上游服務(wù)器的健康檢測狀態(tài)，并提供了一定的管理功能；

基于流量的健康評估機制；

基于http認證；

基于命令行的管理接口；

日志分析器，可對日志進行分析。

簡述HAProxy常見的負載均衡策略？

HAProxy負載均衡策略非常多，常見的有如下8種：

roundrobin：表示簡單的輪詢。

static-rr：表示根據(jù)權(quán)重。

leastconn：表示最少連接者先處理。

source：表示根據(jù)請求的源IP，類似Nginx的IP_hash機制。

ri：表示根據(jù)請求的URI。

rl_param：表示根據(jù)HTTP請求頭來鎖定每一次HTTP請求。

rdp-cookie(name)：表示根據(jù)據(jù)cookie(name)來鎖定并哈希每一次TCP請求。

簡述負載均衡四層和七層的區(qū)別？

四層負載均衡器也稱為4層交換機，主要通過分析IP層及TCP/UDP層的流量實現(xiàn)基于IP加端口的負載均衡，如常見的LVS、F5等；

七層負載均衡器也稱為7層交換機，位于OSI的最高層，即應(yīng)用層，此負載均衡器支持多種協(xié)議，如HTTP、FTP、SMTP等。7層負載均衡器可根據(jù)報文內(nèi)容，配合一定的負載均衡算法來選擇后端服務(wù)器，即“內(nèi)容交換器”。如常見的HAProxy、Nginx。

簡述LVS、Nginx、HAproxy的什么異同？

相同：
三者都是軟件負載均衡產(chǎn)品。

區(qū)別：

LVS基于Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)軟負載均衡，而HAProxy和Nginx是基于第三方應(yīng)用實現(xiàn)的軟負載均衡；

LVS是可實現(xiàn)4層的IP負載均衡技術(shù)，無法實現(xiàn)基于目錄、URL的轉(zhuǎn)發(fā)。而HAProxy和Nginx都可以實現(xiàn)4層和7層技術(shù)，HAProxy可提供TCP和HTTP應(yīng)用的負載均衡綜合解決方案；

LVS因為工作在ISO模型的第四層，其狀態(tài)監(jiān)測功能單一，而HAProxy在狀監(jiān)測方面功能更豐富、強大，可支持端口、URL、腳本等多種狀態(tài)檢測方式；

HAProxy功能強大，但整體性能低于4層模式的LVS負載均衡。

Nginx主要用于Web服務(wù)器或緩存服務(wù)器。

簡述Heartbeat？

Heartbeat是Linux-HA項目中的一個組件，它提供了心跳檢測和資源接管、集群中服務(wù)的監(jiān)測、失效切換等功能。heartbeat最核心的功能包括兩個部分，心跳監(jiān)測和資源接管。心跳監(jiān)測可以通過網(wǎng)絡(luò)鏈路和串口進行，而且支持冗余鏈路，它們之間相互發(fā)送報文來告訴對方自己當前的狀態(tài)，如果在指定的時間內(nèi)未收到對方發(fā)送的報文，那么就認為對方失效，這時需啟動資源接管模塊來接管運行在對方主機上的資源或者服務(wù)。

簡述Keepalived及其工作原理？

Keepalived 是一個基于VRRP協(xié)議來實現(xiàn)的LVS服務(wù)高可用方案，可以解決靜態(tài)路由出現(xiàn)的單點故障問題。

在一個LVS服務(wù)集群中通常有主服務(wù)器（MASTER）和備份服務(wù)器（BACKUP）兩種角色的服務(wù)器，但是對外表現(xiàn)為一個虛擬IP，主服務(wù)器會發(fā)送VRRP通告信息給備份服務(wù)器，當備份服務(wù)器收不到VRRP消息的時候，即主服務(wù)器異常的時候，備份服務(wù)器就會接管虛擬IP，繼續(xù)提供服務(wù)，從而保證了高可用性。

簡述Keepalived體系主要模塊及其作用？

keepalived體系架構(gòu)中主要有三個模塊，分別是core、check和vrrp。

core模塊為keepalived的核心，負責主進程的啟動、維護及全局配置文件的加載和解析。

vrrp模塊是來實現(xiàn)VRRP協(xié)議的。

check負責健康檢查，常見的方式有端口檢查及URL檢查。

簡述Keepalived如何通過健康檢查來保證高可用？

Keepalived工作在TCP/IP模型的第三、四和五層，即網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。

網(wǎng)絡(luò)層，Keepalived采用ICMP協(xié)議向服務(wù)器集群中的每個節(jié)點發(fā)送一個ICMP的數(shù)據(jù)包，如果某個節(jié)點沒有返回響應(yīng)數(shù)據(jù)包，則認為此節(jié)點發(fā)生了故障，Keepalived將報告次節(jié)點失效，并從服務(wù)器集群中剔除故障節(jié)點。

傳輸層，Keepalived利用TCP的端口連接和掃描技術(shù)來判斷集群節(jié)點是否正常。如常見的web服務(wù)默認端口80，ssh默認端口22等。Keepalived一旦在傳輸層探測到相應(yīng)端口沒用響應(yīng)數(shù)據(jù)返回，則認為此端口發(fā)生異常，從而將此端口對應(yīng)的節(jié)點從服務(wù)器集群中剔除。

應(yīng)用層，可以運行FTP、telnet、smtp、dns等各種不同類型的高層協(xié)議，Keepalived的運行方式也更加全面化和復(fù)雜化，用戶可以通過自定義Keepalived的工作方式，來設(shè)定監(jiān)測各種程序或服務(wù)是否正常，若監(jiān)測結(jié)果與設(shè)定的正常結(jié)果不一致，將此服務(wù)對應(yīng)的節(jié)點從服務(wù)器集群中剔除。

Keepalived通過完整的健康檢查機制，保證集群中的所有節(jié)點均有效從而實現(xiàn)高可用。

簡述LVS的概念及其作用？

LVS是linux virtual server的簡寫linux虛擬服務(wù)器，是一個虛擬的服務(wù)器集群系統(tǒng)，可以在unix/linux平臺下實現(xiàn)負載均衡集群功能。

LVS的主要作用是：通過LVS提供的負載均衡技術(shù)實現(xiàn)一個高性能、高可用的服務(wù)器群集。因此LVS主要可以實現(xiàn)：

把單臺計算機無法承受的大規(guī)模的并發(fā)訪問或數(shù)據(jù)流量分擔到多臺節(jié)點設(shè)備上分別處理，減少用戶等待響應(yīng)的時間，提升用戶體驗。

單個重負載的運算分擔到多臺節(jié)點設(shè)備上做并行處理，每個節(jié)點設(shè)備處理結(jié)束后，將結(jié)果匯總，返回給用戶，系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。

7*24小時的服務(wù)保證，任意一個或多個設(shè)備節(jié)點設(shè)備宕機，不能影響到業(yè)務(wù)。在負載均衡集群中，所有計算機節(jié)點都應(yīng)該提供相同的服務(wù)，集群負載均衡獲取所有對該服務(wù)的如站請求。

簡述LVS的工作模式及其工作過程？

LVS 有三種負載均衡的模式，分別是VS/NAT（nat 模式）、VS/DR（路由模式）、VS/TUN（隧道模式）。

NAT模式（VS-NAT）

原理：首先負載均衡器接收到客戶的請求數(shù)據(jù)包時，根據(jù)調(diào)度算法決定將請求發(fā)送給哪個后端的真實服務(wù)器（RS）。然后負載均衡器就把客戶端發(fā)送的請求數(shù)據(jù)包的目標IP地址及端口改成后端真實服務(wù)器的IP地址（RIP）。真實服務(wù)器響應(yīng)完請求后，查看默認路由，把響應(yīng)后的數(shù)據(jù)包發(fā)送給負載均衡器，負載均衡器在接收到響應(yīng)包后，把包的源地址改成虛擬地址（VIP）然后發(fā)送回給客戶端。

優(yōu)點：集群中的服務(wù)器可以使用任何支持TCP/IP的操作系統(tǒng)，只要負載均衡器有一個合法的IP地址。

缺點：擴展性有限，當服務(wù)器節(jié)點增長過多時，由于所有的請求和應(yīng)答都需要經(jīng)過負載均衡器，因此負載均衡器將成為整個系統(tǒng)的瓶頸。

IP隧道模式（VS-TUN）

原理：首先負載均衡器接收到客戶的請求數(shù)據(jù)包時，根據(jù)調(diào)度算法決定將請求發(fā)送給哪個后端的真實服務(wù)器（RS）。然后負載均衡器就把客戶端發(fā)送的請求報文封裝一層IP隧道（T-IP）轉(zhuǎn)發(fā)到真實服務(wù)器（RS）。真實服務(wù)器響應(yīng)完請求后，查看默認路由，把響應(yīng)后的數(shù)據(jù)包直接發(fā)送給客戶端，不需要經(jīng)過負載均衡器。

優(yōu)點：負載均衡器只負責將請求包分發(fā)給后端節(jié)點服務(wù)器，而RS將應(yīng)答包直接發(fā)給用戶。所以，減少了負載均衡器的大量數(shù)據(jù)流動，負載均衡器不再是系統(tǒng)的瓶頸，也能處理很巨大的請求量。

缺點：隧道模式的RS節(jié)點需要合法IP，這種方式需要所有的服務(wù)器支持“IP Tunneling”。

直接路由模式（VS-DR）

原理：首先負載均衡器接收到客戶的請求數(shù)據(jù)包時，根據(jù)調(diào)度算法決定將請求發(fā)送給哪個后端的真實服務(wù)器（RS）。然后負載均衡器就把客戶端發(fā)送的請求數(shù)據(jù)包的目標MAC地址改成后端真實服務(wù)器的MAC地址（R-MAC）。真實服務(wù)器響應(yīng)完請求后，查看默認路由，把響應(yīng)后的數(shù)據(jù)包直接發(fā)送給客戶端，不需要經(jīng)過負載均衡器。

優(yōu)點：負載均衡器只負責將請求包分發(fā)給后端節(jié)點服務(wù)器，而RS將應(yīng)答包直接發(fā)給用戶。所以，減少了負載均衡器的大量數(shù)據(jù)流動，負載均衡器不再是系統(tǒng)的瓶頸，也能處理很巨大的請求量。

缺點：需要負載均衡器與真實服務(wù)器RS都有一塊網(wǎng)卡連接到同一物理網(wǎng)段上，必須在同一個局域網(wǎng)環(huán)境。

簡述LVS調(diào)度器常見算法（均衡策略）？

LVS調(diào)度器用的調(diào)度方法基本分為兩類：

固定調(diào)度算法：rr，wrr，dh，sh

rr：輪詢算法，將請求依次分配給不同的rs節(jié)點，即RS節(jié)點中均攤分配。適合于RS所有節(jié)點處理性能接近的情況。

wrr：加權(quán)輪訓調(diào)度，依據(jù)不同RS的權(quán)值分配任務(wù)。權(quán)值較高的RS將優(yōu)先獲得任務(wù)，并且分配到的連接數(shù)將比權(quán)值低的RS更多。相同權(quán)值的RS得到相同數(shù)目的連接數(shù)。

dh：目的地址哈希調(diào)度（destination hashing）以目的地址為關(guān)鍵字查找一個靜態(tài)hash表來獲得所需RS。

sh：源地址哈希調(diào)度（source hashing）以源地址為關(guān)鍵字查找一個靜態(tài)hash表來獲得需要的RS。

動態(tài)調(diào)度算法：wlc，lc，lblc，lblcr

wlc：加權(quán)最小連接數(shù)調(diào)度，假設(shè)各臺RS的權(quán)值依次為Wi，當前tcp連接數(shù)依次為Ti，依次去Ti/Wi為最小的RS作為下一個分配的RS。

lc：最小連接數(shù)調(diào)度（least-connection），IPVS表存儲了所有活動的連接。LB會比較將連接請求發(fā)送到當前連接最少的RS。

lblc：基于地址的最小連接數(shù)調(diào)度（locality-based least-connection）：將來自同一個目的地址的請求分配給同一臺RS，此時這臺服務(wù)器是尚未滿負荷的。否則就將這個請求分配給連接數(shù)最小的RS，并以它作為下一次分配的首先考慮。

簡述LVS、Nginx、HAProxy各自優(yōu)缺點？

Nginx的優(yōu)點：

工作在網(wǎng)絡(luò)的7層之上，可以針對http應(yīng)用做一些分流的策略，比如針對域名、目錄結(jié)構(gòu)。Nginx正則規(guī)則比HAProxy更為強大和靈活。

Nginx對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的依賴非常小，理論上能ping通就就能進行負載功能，LVS對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性依賴比較大，穩(wěn)定要求相對更高。

Nginx安裝和配置、測試比較簡單、方便，有清晰的日志用于排查和管理，LVS的配置、測試就要花比較長的時間了。

可以承擔高負載壓力且穩(wěn)定，一般能支撐幾萬次的并發(fā)量，負載度比LVS相對小些。

Nginx可以通過端口檢測到服務(wù)器內(nèi)部的故障，比如根據(jù)服務(wù)器處理網(wǎng)頁返回的狀態(tài)碼、超時等等。

Nginx不僅僅是一款優(yōu)秀的負載均衡器/反向代理軟件，它同時也是功能強大的Web應(yīng)用服務(wù)器。

Nginx作為Web反向加速緩存越來越成熟了，速度比傳統(tǒng)的Squid服務(wù)器更快，很多場景下都將其作為反向代理加速器。

Nginx作為靜態(tài)網(wǎng)頁和圖片服務(wù)器，這方面的性能非常優(yōu)秀，同時第三方模塊也很多。

Nginx的缺點：

Nginx僅能支持http、https和Email協(xié)議，這樣就在適用范圍上面小些。

對后端服務(wù)器的健康檢查，只支持通過端口來檢測，不支持通過url來檢測。

不支持Session的直接保持，需要通過ip_hash來解決。

LVS的優(yōu)點：

抗負載能力強、是工作在網(wǎng)絡(luò)4層之上僅作分發(fā)之用，沒有流量的產(chǎn)生。因此負載均衡軟件里的性能最強的，對內(nèi)存和cpu資源消耗比較低。

LVS工作穩(wěn)定，因為其本身抗負載能力很強，自身有完整的雙機熱備方案。

無流量，LVS只分發(fā)請求，而流量并不從它本身出去，這點保證了均衡器IO的性能不會收到大流量的影響。

應(yīng)用范圍較廣，因為LVS工作在4層，所以它幾乎可對所有應(yīng)用做負載均衡，包括http、數(shù)據(jù)庫等。

LVS的缺點是：

軟件本身不支持正則表達式處理，不能做動靜分離。相對來說，Nginx/HAProxy+Keepalived則具有明顯的優(yōu)勢。

如果是網(wǎng)站應(yīng)用比較龐大的話，LVS/DR+Keepalived實施起來就比較復(fù)雜了。相對來說，Nginx/HAProxy+Keepalived就簡單多了。

HAProxy的優(yōu)點：

HAProxy也是支持虛擬主機的。

HAProxy的優(yōu)點能夠補充Nginx的一些缺點，比如支持Session的保持，Cookie的引導，同時支持通過獲取指定的url來檢測后端服務(wù)器的狀態(tài)。

HAProxy跟LVS類似，本身就只是一款負載均衡軟件，單純從效率上來講HAProxy會比Nginx有更出色的負載均衡速度，在并發(fā)處理上也是優(yōu)于Nginx的。

HAProxy支持TCP協(xié)議的負載均衡轉(zhuǎn)發(fā)。

簡述代理服務(wù)器的概念及其作用？

代理服務(wù)器是一個位于客戶端和原始（資源）服務(wù)器之間的服務(wù)器，為了從原始服務(wù)器取得內(nèi)容，客戶端向代理服務(wù)器發(fā)送一個請求并指定目標原始服務(wù)器，然后代理服務(wù)器向原始服務(wù)器轉(zhuǎn)交請求并將獲得的內(nèi)容返回給客戶端。

其主要作用有：

資源獲?。捍婵蛻舳藢崿F(xiàn)從原始服務(wù)器的資源獲??；

加速訪問：代理服務(wù)器可能離原始服務(wù)器更近，從而起到一定的加速作用；

緩存作用：代理服務(wù)器保存從原始服務(wù)器所獲取的資源，從而實現(xiàn)客戶端快速的獲??；

隱藏真實地址：代理服務(wù)器代替客戶端去獲取原始服務(wù)器資源，從而隱藏客戶端真實信息。

簡述高可用集群可通過哪兩個維度衡量高可用性，各自含義是什么？

RTO（Recovery Time Objective）：RTO指服務(wù)恢復(fù)的時間，最佳的情況是 0，即服務(wù)立即恢復(fù)；最壞是無窮大，即服務(wù)永遠無法恢復(fù)；

RPO（Recovery Point Objective）：RPO 指指當災(zāi)難發(fā)生時允許丟失的數(shù)據(jù)量，0 意味著使用同步的數(shù)據(jù)，大于 0 意味著有數(shù)據(jù)丟失，如“RPO=1 d”指恢復(fù)時使用一天前的數(shù)據(jù)，那么一天之內(nèi)的數(shù)據(jù)就丟失了。因此，恢復(fù)的最佳情況是 RTO = RPO = 0，幾乎無法實現(xiàn)。

簡述什么是CAP理論？

CAP理論指出了在分布式系統(tǒng)中需要滿足的三個條件，主要包括：

Consistency（一致性）：所有節(jié)點在同一時間具有相同的數(shù)據(jù)；

Availability（可用性）：保證每個請求不管成功或者失敗都有響應(yīng)；

Partition tolerance（分區(qū)容錯性）：系統(tǒng)中任意信息的丟失或失敗不影響系統(tǒng)的繼續(xù)運行。

CAP 理論的核心是：一個分布式系統(tǒng)不可能同時很好的滿足一致性，可用性和分區(qū)容錯性這三個需求，最多只能同時較好的滿足兩個。

簡述什么是ACID理論？

原子性(Atomicity)：整體不可分割性，要么全做要不全不做；

一致性(Consistency)：事務(wù)執(zhí)行前、后數(shù)據(jù)庫狀態(tài)均一致；

隔離性(Isolation)：在事務(wù)未提交前，它操作的數(shù)據(jù)，對其它用戶不可見；

持久性 (Durable)：一旦事務(wù)成功，將進行永久的變更，記錄與redo日志。

簡述什么是Kubernetes？

Kubernetes是一個全新的基于容器技術(shù)的分布式系統(tǒng)支撐平臺。是Google開源的容器集群管理系統(tǒng)（谷歌內(nèi)部:Borg）。在Docker技術(shù)的基礎(chǔ)上，為容器化的應(yīng)用提供部署運行、資源調(diào)度、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和動態(tài)伸縮等一系列完整功能，提高了大規(guī)模容器集群管理的便捷性。并且具有完備的集群管理能力，多層次的安全防護和準入機制、多租戶應(yīng)用支撐能力、透明的服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)機制、內(nèi)建智能負載均衡器、強大的故障發(fā)現(xiàn)和自我修復(fù)能力、服務(wù)滾動升級和在線擴容能力、可擴展的資源自動調(diào)度機制以及多粒度的資源配額管理能力。

簡述Kubernetes和Docker的關(guān)系？

Docker 提供容器的生命周期管理和，Docker 鏡像構(gòu)建運行時容器。它的主要優(yōu)點是將將軟件/應(yīng)用程序運行所需的設(shè)置和依賴項打包到一個容器中，從而實現(xiàn)了可移植性等優(yōu)點。

Kubernetes 用于關(guān)聯(lián)和編排在多個主機上運行的容器。

簡述Kubernetes中什么是Minikube、Kubectl、Kubelet？

Minikube?是一種可以在本地輕松運行一個單節(jié)點 Kubernetes 群集的工具。

Kubectl?是一個命令行工具，可以使用該工具控制Kubernetes集群管理器，如檢查群集資源，創(chuàng)建、刪除和更新組件，查看應(yīng)用程序。

Kubelet?是一個代理服務(wù)，它在每個節(jié)點上運行，并使從服務(wù)器與主服務(wù)器通信。

簡述Kubernetes常見的部署方式？

常見的Kubernetes部署方式有：

kubeadm：也是推薦的一種部署方式；

二進制：

minikube：在本地輕松運行一個單節(jié)點 Kubernetes 群集的工具。

簡述Kubernetes如何實現(xiàn)集群管理？

在集群管理方面，Kubernetes將集群中的機器劃分為一個Master節(jié)點和一群工作節(jié)點Node。其中，在Master節(jié)點運行著集群管理相關(guān)的一組進程kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，這些進程實現(xiàn)了整個集群的資源管理、Pod調(diào)度、彈性伸縮、安全控制、系統(tǒng)監(jiān)控和糾錯等管理能力，并且都是全自動完成的。

簡述Kubernetes的優(yōu)勢、適應(yīng)場景及其特點？

Kubernetes作為一個完備的分布式系統(tǒng)支撐平臺，其主要優(yōu)勢：

容器編排

輕量級

開源

彈性伸縮

負載均衡

Kubernetes常見場景：

快速部署應(yīng)用

快速擴展應(yīng)用

無縫對接新的應(yīng)用功能

節(jié)省資源，優(yōu)化硬件資源的使用

Kubernetes相關(guān)特點：

可移植: 支持公有云、私有云、混合云、多重云（multi-cloud）。

可擴展: 模塊化,、插件化、可掛載、可組合。

自動化: 自動部署、自動重啟、自動復(fù)制、自動伸縮/擴展。

簡述Kubernetes的缺點或當前的不足之處？

Kubernetes當前存在的缺點（不足）如下：

安裝過程和配置相對困難復(fù)雜。

管理服務(wù)相對繁瑣。

運行和編譯需要很多時間。

它比其他替代品更昂貴。

對于簡單的應(yīng)用程序來說，可能不需要涉及Kubernetes即可滿足。

簡述Kubernetes相關(guān)基礎(chǔ)概念？

master：k8s集群的管理節(jié)點，負責管理集群，提供集群的資源數(shù)據(jù)訪問入口。擁有Etcd存儲服務(wù)（可選），運行Api Server進程，Controller Manager服務(wù)進程及Scheduler服務(wù)進程。

node（worker）：Node（worker）是Kubernetes集群架構(gòu)中運行Pod的服務(wù)節(jié)點，是Kubernetes集群操作的單元，用來承載被分配Pod的運行，是Pod運行的宿主機。運行docker eninge服務(wù)，守護進程kunelet及負載均衡器kube-proxy。

pod：運行于Node節(jié)點上，若干相關(guān)容器的組合。Pod內(nèi)包含的容器運行在同一宿主機上，使用相同的網(wǎng)絡(luò)命名空間、IP地址和端口，能夠通過localhost進行通信。Pod是Kurbernetes進行創(chuàng)建、調(diào)度和管理的最小單位，它提供了比容器更高層次的抽象，使得部署和管理更加靈活。一個Pod可以包含一個容器或者多個相關(guān)容器。

label：Kubernetes中的Label實質(zhì)是一系列的Key/Value鍵值對，其中key與value可自定義。Label可以附加到各種資源對象上，如Node、Pod、Service、RC等。一個資源對象可以定義任意數(shù)量的Label，同一個Label也可以被添加到任意數(shù)量的資源對象上去。Kubernetes通過Label Selector（標簽選擇器）查詢和篩選資源對象。

Replication Controller：Replication Controller用來管理Pod的副本，保證集群中存在指定數(shù)量的Pod副本。集群中副本的數(shù)量大于指定數(shù)量，則會停止指定數(shù)量之外的多余容器數(shù)量。反之，則會啟動少于指定數(shù)量個數(shù)的容器，保證數(shù)量不變。Replication Controller是實現(xiàn)彈性伸縮、動態(tài)擴容和滾動升級的核心。

Deployment：Deployment在內(nèi)部使用了RS來實現(xiàn)目的，Deployment相當于RC的一次升級，其最大的特色為可以隨時獲知當前Pod的部署進度。

HPA（Horizontal Pod Autoscaler）：Pod的橫向自動擴容，也是Kubernetes的一種資源，通過追蹤分析RC控制的所有Pod目標的負載變化情況，來確定是否需要針對性的調(diào)整Pod副本數(shù)量。

Service：Service定義了Pod的邏輯集合和訪問該集合的策略，是真實服務(wù)的抽象。Service提供了一個統(tǒng)一的服務(wù)訪問入口以及服務(wù)代理和發(fā)現(xiàn)機制，關(guān)聯(lián)多個相同Label的Pod，用戶不需要了解后臺Pod是如何運行。

Volume：Volume是Pod中能夠被多個容器訪問的共享目錄，Kubernetes中的Volume是定義在Pod上，可以被一個或多個Pod中的容器掛載到某個目錄下。

Namespace：Namespace用于實現(xiàn)多租戶的資源隔離，可將集群內(nèi)部的資源對象分配到不同的Namespace中，形成邏輯上的不同項目、小組或用戶組，便于不同的Namespace在共享使用整個集群的資源的同時還能被分別管理。

簡述Kubernetes集群相關(guān)組件？

Kubernetes Master控制組件，調(diào)度管理整個系統(tǒng)（集群），包含如下組件:

Kubernetes API Server：作為Kubernetes系統(tǒng)的入口，其封裝了核心對象的增刪改查操作，以RESTful API接口方式提供給外部客戶和內(nèi)部組件調(diào)用，集群內(nèi)各個功能模塊之間數(shù)據(jù)交互和通信的中心樞紐。

Kubernetes Scheduler：為新建立的Pod進行節(jié)點(node)選擇(即分配機器)，負責集群的資源調(diào)度。

Kubernetes Controller：負責執(zhí)行各種控制器，目前已經(jīng)提供了很多控制器來保證Kubernetes的正常運行。

Replication Controller：管理維護Replication Controller，關(guān)聯(lián)Replication Controller和Pod，保證Replication Controller定義的副本數(shù)量與實際運行Pod數(shù)量一致。

Node Controller：管理維護Node，定期檢查Node的健康狀態(tài)，標識出(失效|未失效)的Node節(jié)點。

Namespace Controller：管理維護Namespace，定期清理無效的Namespace，包括Namesapce下的API對象，比如Pod、Service等。

Service Controller：管理維護Service，提供負載以及服務(wù)代理。

EndPoints Controller：管理維護Endpoints，關(guān)聯(lián)Service和Pod，創(chuàng)建Endpoints為Service的后端，當Pod發(fā)生變化時，實時更新Endpoints。

Service Account Controller：管理維護Service Account，為每個Namespace創(chuàng)建默認的Service Account，同時為Service Account創(chuàng)建Service Account Secret。

Persistent Volume Controller：管理維護Persistent Volume和Persistent Volume Claim，為新的Persistent Volume Claim分配Persistent Volume進行綁定，為釋放的Persistent Volume執(zhí)行清理回收。

Daemon Set Controller：管理維護Daemon Set，負責創(chuàng)建Daemon Pod，保證指定的Node上正常的運行Daemon Pod。

Deployment Controller：管理維護Deployment，關(guān)聯(lián)Deployment和Replication Controller，保證運行指定數(shù)量的Pod。當Deployment更新時，控制實現(xiàn)Replication Controller和Pod的更新。

Job Controller：管理維護Job，為Jod創(chuàng)建一次性任務(wù)Pod，保證完成Job指定完成的任務(wù)數(shù)目

Pod Autoscaler Controller：實現(xiàn)Pod的自動伸縮，定時獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)，進行策略匹配，當滿足條件時執(zhí)行Pod的伸縮動作。

簡述Kubernetes RC的機制？

Replication Controller用來管理Pod的副本，保證集群中存在指定數(shù)量的Pod副本。當定義了RC并提交至Kubernetes集群中之后，Master節(jié)點上的Controller Manager組件獲悉，并同時巡檢系統(tǒng)中當前存活的目標Pod，并確保目標Pod實例的數(shù)量剛好等于此RC的期望值，若存在過多的Pod副本在運行，系統(tǒng)會停止一些Pod，反之則自動創(chuàng)建一些Pod。

簡述Kubernetes Replica Set 和 Replication Controller 之間有什么區(qū)別？

Replica Set 和 Replication Controller 類似，都是確保在任何給定時間運行指定數(shù)量的 Pod 副本。不同之處在于RS 使用基于集合的選擇器，而 Replication Controller 使用基于權(quán)限的選擇器。

簡述kube-proxy作用？

kube-proxy 運行在所有節(jié)點上，它監(jiān)聽 apiserver 中 service 和 endpoint 的變化情況，創(chuàng)建路由規(guī)則以提供服務(wù) IP 和負載均衡功能。簡單理解此進程是Service的透明代理兼負載均衡器，其核心功能是將到某個Service的訪問請求轉(zhuǎn)發(fā)到后端的多個Pod實例上。

簡述kube-proxy iptables原理？

Kubernetes從1.2版本開始，將iptables作為kube-proxy的默認模式。iptables模式下的kube-proxy不再起到Proxy的作用，其核心功能：通過API Server的Watch接口實時跟蹤Service與Endpoint的變更信息，并更新對應(yīng)的iptables規(guī)則，Client的請求流量則通過iptables的NAT機制“直接路由”到目標Pod。

簡述kube-proxy ipvs原理？

IPVS在Kubernetes1.11中升級為GA穩(wěn)定版。IPVS則專門用于高性能負載均衡，并使用更高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Hash表），允許幾乎無限的規(guī)模擴張，因此被kube-proxy采納為最新模式。

在IPVS模式下，使用iptables的擴展ipset，而不是直接調(diào)用iptables來生成規(guī)則鏈。iptables規(guī)則鏈是一個線性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，ipset則引入了帶索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此當規(guī)則很多時，也可以很高效地查找和匹配。

可以將ipset簡單理解為一個IP（段）的集合，這個集合的內(nèi)容可以是IP地址、IP網(wǎng)段、端口等，iptables可以直接添加規(guī)則對這個“可變的集合”進行操作，這樣做的好處在于可以大大減少iptables規(guī)則的數(shù)量，從而減少性能損耗。

簡述kube-proxy ipvs和iptables的異同？

iptables與IPVS都是基于Netfilter實現(xiàn)的，但因為定位不同，二者有著本質(zhì)的差別：iptables是為防火墻而設(shè)計的；IPVS則專門用于高性能負載均衡，并使用更高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Hash表），允許幾乎無限的規(guī)模擴張。

與iptables相比，IPVS擁有以下明顯優(yōu)勢：

1、為大型集群提供了更好的可擴展性和性能；

2、支持比iptables更復(fù)雜的復(fù)制均衡算法（最小負載、最少連接、加權(quán)等）；

3、支持服務(wù)器健康檢查和連接重試等功能；

4、可以動態(tài)修改ipset的集合，即使iptables的規(guī)則正在使用這個集合。

簡述Kubernetes中什么是靜態(tài)Pod？

靜態(tài)pod是由kubelet進行管理的僅存在于特定Node的Pod上，他們不能通過API Server進行管理，無法與ReplicationController、Deployment或者DaemonSet進行關(guān)聯(lián)，并且kubelet無法對他們進行健康檢查。靜態(tài)Pod總是由kubelet進行創(chuàng)建，并且總是在kubelet所在的Node上運行。

簡述Kubernetes中Pod可能位于的狀態(tài)？

Pending：API Server已經(jīng)創(chuàng)建該Pod，且Pod內(nèi)還有一個或多個容器的鏡像沒有創(chuàng)建，包括正在下載鏡像的過程。

Running：Pod內(nèi)所有容器均已創(chuàng)建，且至少有一個容器處于運行狀態(tài)、正在啟動狀態(tài)或正在重啟狀態(tài)。

Succeeded：Pod內(nèi)所有容器均成功執(zhí)行退出，且不會重啟。

Failed：Pod內(nèi)所有容器均已退出，但至少有一個容器退出為失敗狀態(tài)。

Unknown：由于某種原因無法獲取該Pod狀態(tài)，可能由于網(wǎng)絡(luò)通信不暢導致。

簡述Kubernetes創(chuàng)建一個Pod的主要流程？

Kubernetes中創(chuàng)建一個Pod涉及多個組件之間聯(lián)動，主要流程如下：

1、客戶端提交Pod的配置信息（可以是yaml文件定義的信息）到kube-apiserver。

2、Apiserver收到指令后，通知給controller-manager創(chuàng)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(shù)據(jù)中心中。

4、Kube-scheduler檢測到pod信息會開始調(diào)度預(yù)選，會先過濾掉不符合Pod資源配置要求的節(jié)點，然后開始調(diào)度調(diào)優(yōu)，主要是挑選出更適合運行pod的節(jié)點，然后將pod的資源配置單發(fā)送到node節(jié)點上的kubelet組件上。

5、Kubelet根據(jù)scheduler發(fā)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(shù)據(jù)中心。

簡述Kubernetes中Pod的重啟策略？

Pod重啟策略（RestartPolicy）應(yīng)用于Pod內(nèi)的所有容器，并且僅在Pod所處的Node上由kubelet進行判斷和重啟操作。當某個容器異常退出或者健康檢查失敗時，kubelet將根據(jù)RestartPolicy的設(shè)置來進行相應(yīng)操作。

Pod的重啟策略包括Always、OnFailure和Never，默認值為Always。

Always：當容器失效時，由kubelet自動重啟該容器；

OnFailure：當容器終止運行且退出碼不為0時，由kubelet自動重啟該容器；

Never：不論容器運行狀態(tài)如何，kubelet都不會重啟該容器。

同時Pod的重啟策略與控制方式關(guān)聯(lián)，當前可用于管理Pod的控制器包括ReplicationController、Job、DaemonSet及直接管理kubelet管理（靜態(tài)Pod）。

不同控制器的重啟策略限制如下：

RC和DaemonSet：必須設(shè)置為Always，需要保證該容器持續(xù)運行；

Job：OnFailure或Never，確保容器執(zhí)行完成后不再重啟；

kubelet：在Pod失效時重啟，不論將RestartPolicy設(shè)置為何值，也不會對Pod進行健康檢查。

簡述Kubernetes中Pod的健康檢查方式？

對Pod的健康檢查可以通過兩類探針來檢查：LivenessProbe和ReadinessProbe。

LivenessProbe探針：用于判斷容器是否存活（running狀態(tài)），如果LivenessProbe探針探測到容器不健康，則kubelet將殺掉該容器，并根據(jù)容器的重啟策略做相應(yīng)處理。若一個容器不包含LivenessProbe探針，kubelet認為該容器的LivenessProbe探針返回值用于是“Success”。

ReadineeProbe探針：用于判斷容器是否啟動完成（ready狀態(tài)）。如果ReadinessProbe探針探測到失敗，則Pod的狀態(tài)將被修改。Endpoint Controller將從Service的Endpoint中刪除包含該容器所在Pod的Eenpoint。

startupProbe探針：啟動檢查機制，應(yīng)用一些啟動緩慢的業(yè)務(wù)，避免業(yè)務(wù)長時間啟動而被上面兩類探針kill掉。

簡述Kubernetes Pod的LivenessProbe探針的常見方式？

kubelet定期執(zhí)行LivenessProbe探針來診斷容器的健康狀態(tài)，通常有以下三種方式：

ExecAction：在容器內(nèi)執(zhí)行一個命令，若返回碼為0，則表明容器健康。

TCPSocketAction：通過容器的IP地址和端口號執(zhí)行TCP檢查，若能建立TCP連接，則表明容器健康。

HTTPGetAction：通過容器的IP地址、端口號及路徑調(diào)用HTTP Get方法，若響應(yīng)的狀態(tài)碼大于等于200且小于400，則表明容器健康。

簡述Kubernetes Pod的常見調(diào)度方式？

Kubernetes中，Pod通常是容器的載體，主要有如下常見調(diào)度方式：

Deployment或RC：該調(diào)度策略主要功能就是自動部署一個容器應(yīng)用的多份副本，以及持續(xù)監(jiān)控副本的數(shù)量，在集群內(nèi)始終維持用戶指定的副本數(shù)量。

NodeSelector：定向調(diào)度，當需要手動指定將Pod調(diào)度到特定Node上，可以通過Node的標簽（Label）和Pod的nodeSelector屬性相匹配。

NodeAffinity親和性調(diào)度：親和性調(diào)度機制極大的擴展了Pod的調(diào)度能力，目前有兩種節(jié)點親和力表達：

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬規(guī)則，必須滿足指定的規(guī)則，調(diào)度器才可以調(diào)度Pod至Node上（類似nodeSelector，語法不同）。

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：軟規(guī)則，優(yōu)先調(diào)度至滿足的Node的節(jié)點，但不強求，多個優(yōu)先級規(guī)則還可以設(shè)置權(quán)重值。

Taints和Tolerations（污點和容忍）：

Taint：使Node拒絕特定Pod運行；

Toleration：為Pod的屬性，表示Pod能容忍（運行）標注了Taint的Node。

簡述Kubernetes初始化容器（init container）？

init container的運行方式與應(yīng)用容器不同，它們必須先于應(yīng)用容器執(zhí)行完成，當設(shè)置了多個init container時，將按順序逐個運行，并且只有前一個init container運行成功后才能運行后一個init container。當所有init container都成功運行后，Kubernetes才會初始化Pod的各種信息，并開始創(chuàng)建和運行應(yīng)用容器。

簡述Kubernetes deployment升級過程？

初始創(chuàng)建Deployment時，系統(tǒng)創(chuàng)建了一個ReplicaSet，并按用戶的需求創(chuàng)建了對應(yīng)數(shù)量的Pod副本。

當更新Deployment時，系統(tǒng)創(chuàng)建了一個新的ReplicaSet，并將其副本數(shù)量擴展到1，然后將舊ReplicaSet縮減為2。

之后，系統(tǒng)繼續(xù)按照相同的更新策略對新舊兩個ReplicaSet進行逐個調(diào)整。

最后，新的ReplicaSet運行了對應(yīng)個新版本Pod副本，舊的ReplicaSet副本數(shù)量則縮減為0。

簡述Kubernetes deployment升級策略？

在Deployment的定義中，可以通過spec.strategy指定Pod更新的策略，目前支持兩種策略：Recreate（重建）和RollingUpdate（滾動更新），默認值為RollingUpdate。

Recreate：設(shè)置spec.strategy.type=Recreate，表示Deployment在更新Pod時，會先殺掉所有正在運行的Pod，然后創(chuàng)建新的Pod。

RollingUpdate：設(shè)置spec.strategy.type=RollingUpdate，表示Deployment會以滾動更新的方式來逐個更新Pod。同時，可以通過設(shè)置spec.strategy.rollingUpdate下的兩個參數(shù)（maxUnavailable和maxSurge）來控制滾動更新的過程。

簡述Kubernetes DaemonSet類型的資源特性？

DaemonSet資源對象會在每個Kubernetes集群中的節(jié)點上運行，并且每個節(jié)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(qū)別。因此，在定義yaml文件中，不支持定義replicas。

它的一般使用場景如下：

在去做每個節(jié)點的日志收集工作。

監(jiān)控每個節(jié)點的的運行狀態(tài)。

簡述Kubernetes自動擴容機制？

Kubernetes使用Horizontal Pod Autoscaler（HPA）的控制器實現(xiàn)基于CPU使用率進行自動Pod擴縮容的功能。HPA控制器周期性地監(jiān)測目標Pod的資源性能指標，并與HPA資源對象中的擴縮容條件進行對比，在滿足條件時對Pod副本數(shù)量進行調(diào)整。

HPA原理

Kubernetes中的某個Metrics Server（Heapster或自定義Metrics Server）持續(xù)采集所有Pod副本的指標數(shù)據(jù)。HPA控制器通過Metrics Server的API（Heapster的API或聚合API）獲取這些數(shù)據(jù)，基于用戶定義的擴縮容規(guī)則進行計算，得到目標Pod副本數(shù)量。

當目標Pod副本數(shù)量與當前副本數(shù)量不同時，HPA控制器就向Pod的副本控制器（Deployment、RC或ReplicaSet）發(fā)起scale操作，調(diào)整Pod的副本數(shù)量，完成擴縮容操作。

簡述Kubernetes Service類型？

通過創(chuàng)建Service，可以為一組具有相同功能的容器應(yīng)用提供一個統(tǒng)一的入口地址，并且將請求負載分發(fā)到后端的各個容器應(yīng)用上。 其主要類型有：

ClusterIP：虛擬的服務(wù)IP地址，該地址用于Kubernetes集群內(nèi)部的Pod訪問，在Node上kube-proxy通過設(shè)置的iptables規(guī)則進行轉(zhuǎn)發(fā)；

NodePort：使用宿主機的端口，使能夠訪問各Node的外部客戶端通過Node的IP地址和端口號就能訪問服務(wù)；

LoadBalancer：使用外接負載均衡器完成到服務(wù)的負載分發(fā)，需要在spec.status.loadBalancer字段指定外部負載均衡器的IP地址，通常用于公有云。

簡述Kubernetes Service分發(fā)后端的策略？

Service負載分發(fā)的策略有：RoundRobin和SessionAffinity

RoundRobin：默認為輪詢模式，即輪詢將請求轉(zhuǎn)發(fā)到后端的各個Pod上。

SessionAffinity：基于客戶端IP地址進行會話保持的模式，即第1次將某個客戶端發(fā)起的請求轉(zhuǎn)發(fā)到后端的某個Pod上，之后從相同的客戶端發(fā)起的請求都將被轉(zhuǎn)發(fā)到后端相同的Pod上。

簡述Kubernetes Headless Service？

在某些應(yīng)用場景中，若需要人為指定負載均衡器，不使用Service提供的默認負載均衡的功能，或者應(yīng)用程序希望知道屬于同組服務(wù)的其他實例。Kubernetes提供了Headless Service來實現(xiàn)這種功能，即不為Service設(shè)置ClusterIP（入口IP地址），僅通過Label Selector將后端的Pod列表返回給調(diào)用的客戶端。

簡述Kubernetes外部如何訪問集群內(nèi)的服務(wù)？

對于Kubernetes，集群外的客戶端默認情況，無法通過Pod的IP地址或者Service的虛擬IP地址:虛擬端口號進行訪問。通?？梢酝ㄟ^以下方式進行訪問Kubernetes集群內(nèi)的服務(wù)：

映射Pod到物理機：將Pod端口號映射到宿主機，即在Pod中采用hostPort方式，以使客戶端應(yīng)用能夠通過物理機訪問容器應(yīng)用。

映射Service到物理機：將Service端口號映射到宿主機，即在Service中采用nodePort方式，以使客戶端應(yīng)用能夠通過物理機訪問容器應(yīng)用。

映射Sercie到LoadBalancer：通過設(shè)置LoadBalancer映射到云服務(wù)商提供的LoadBalancer地址。這種用法僅用于在公有云服務(wù)提供商的云平臺上設(shè)置Service的場景。

簡述Kubernetes ingress？

Kubernetes的Ingress資源對象，用于將不同URL的訪問請求轉(zhuǎn)發(fā)到后端不同的Service，以實現(xiàn)HTTP層的業(yè)務(wù)路由機制。

Kubernetes使用了Ingress策略和Ingress Controller，兩者結(jié)合并實現(xiàn)了一個完整的Ingress負載均衡器。使用Ingress進行負載分發(fā)時，Ingress Controller基于Ingress規(guī)則將客戶端請求直接轉(zhuǎn)發(fā)到Service對應(yīng)的后端Endpoint（Pod）上，從而跳過kube-proxy的轉(zhuǎn)發(fā)功能，kube-proxy不再起作用，全過程為：ingress controller + ingress 規(guī)則 ----> services。

同時當Ingress Controller提供的是對外服務(wù)，則實際上實現(xiàn)的是邊緣路由器的功能。

簡述Kubernetes鏡像的下載策略？

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(yīng)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。

簡述Kubernetes的負載均衡器？

負載均衡器是暴露服務(wù)的最常見和標準方式之一。

根據(jù)工作環(huán)境使用兩種類型的負載均衡器，即內(nèi)部負載均衡器或外部負載均衡器。內(nèi)部負載均衡器自動平衡負載并使用所需配置分配容器，而外部負載均衡器將流量從外部負載引導至后端容器。

簡述Kubernetes各模塊如何與API Server通信？

Kubernetes API Server作為集群的核心，負責集群各功能模塊之間的通信。集群內(nèi)的各個功能模塊通過API Server將信息存入etcd，當需要獲取和操作這些數(shù)據(jù)時，則通過API Server提供的REST接口（用GET、LIST或WATCH方法）來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)各模塊之間的信息交互。

如kubelet進程與API Server的交互：每個Node上的kubelet每隔一個時間周期，就會調(diào)用一次API Server的REST接口報告自身狀態(tài)，API Server在接收到這些信息后，會將節(jié)點狀態(tài)信息更新到etcd中。

如kube-controller-manager進程與API Server的交互：kube-controller-manager中的Node Controller模塊通過API Server提供的Watch接口實時監(jiān)控Node的信息，并做相應(yīng)處理。

如kube-scheduler進程與API Server的交互：Scheduler通過API Server的Watch接口監(jiān)聽到新建Pod副本的信息后，會檢索所有符合該Pod要求的Node列表，開始執(zhí)行Pod調(diào)度邏輯，在調(diào)度成功后將Pod綁定到目標節(jié)點上。

簡述Kubernetes Scheduler作用及實現(xiàn)原理？

Kubernetes Scheduler是負責Pod調(diào)度的重要功能模塊，Kubernetes Scheduler在整個系統(tǒng)中承擔了“承上啟下”的重要功能，“承上”是指它負責接收Controller Manager創(chuàng)建的新Pod，為其調(diào)度至目標Node；“啟下”是指調(diào)度完成后，目標Node上的kubelet服務(wù)進程接管后繼工作，負責Pod接下來生命周期。

Kubernetes Scheduler的作用是將待調(diào)度的Pod（API新創(chuàng)建的Pod、Controller Manager為補足副本而創(chuàng)建的Pod等）按照特定的調(diào)度算法和調(diào)度策略綁定（Binding）到集群中某個合適的Node上，并將綁定信息寫入etcd中。

在整個調(diào)度過程中涉及三個對象，分別是待調(diào)度Pod列表、可用Node列表，以及調(diào)度算法和策略。

Kubernetes Scheduler通過調(diào)度算法調(diào)度為待調(diào)度Pod列表中的每個Pod從Node列表中選擇一個最適合的Node來實現(xiàn)Pod的調(diào)度。隨后，目標節(jié)點上的kubelet通過API Server監(jiān)聽到Kubernetes Scheduler產(chǎn)生的Pod綁定事件，然后獲取對應(yīng)的Pod清單，下載Image鏡像并啟動容器。

簡述Kubernetes Scheduler使用哪兩種算法將Pod綁定到worker節(jié)點？

Kubernetes Scheduler根據(jù)如下兩種調(diào)度算法將 Pod 綁定到最合適的工作節(jié)點：

預(yù)選（Predicates）：輸入是所有節(jié)點，輸出是滿足預(yù)選條件的節(jié)點。kube-scheduler根據(jù)預(yù)選策略過濾掉不滿足策略的Nodes。如果某節(jié)點的資源不足或者不滿足預(yù)選策略的條件則無法通過預(yù)選。如“Node的label必須與Pod的Selector一致”。

優(yōu)選（Priorities）：輸入是預(yù)選階段篩選出的節(jié)點，優(yōu)選會根據(jù)優(yōu)先策略為通過預(yù)選的Nodes進行打分排名，選擇得分最高的Node。例如，資源越富裕、負載越小的Node可能具有越高的排名。

簡述Kubernetes kubelet的作用？

在Kubernetes集群中，在每個Node（又稱Worker）上都會啟動一個kubelet服務(wù)進程。該進程用于處理Master下發(fā)到本節(jié)點的任務(wù)，管理Pod及Pod中的容器。每個kubelet進程都會在API Server上注冊節(jié)點自身的信息，定期向Master匯報節(jié)點資源的使用情況，并通過cAdvisor監(jiān)控容器和節(jié)點資源。

簡述Kubernetes kubelet監(jiān)控Worker節(jié)點資源是使用什么組件來實現(xiàn)的？

kubelet使用cAdvisor對worker節(jié)點資源進行監(jiān)控。在 Kubernetes 系統(tǒng)中，cAdvisor 已被默認集成到 kubelet 組件內(nèi)，當 kubelet 服務(wù)啟動時，它會自動啟動 cAdvisor 服務(wù)，然后 cAdvisor 會實時采集所在節(jié)點的性能指標及在節(jié)點上運行的容器的性能指標。

簡述Kubernetes如何保證集群的安全性？

Kubernetes通過一系列機制來實現(xiàn)集群的安全控制，主要有如下不同的維度：

基礎(chǔ)設(shè)施方面：保證容器與其所在宿主機的隔離；

權(quán)限方面：

最小權(quán)限原則：合理限制所有組件的權(quán)限，確保組件只執(zhí)行它被授權(quán)的行為，通過限制單個組件的能力來限制它的權(quán)限范圍。

用戶權(quán)限：劃分普通用戶和管理員的角色。

集群方面：

API Server的認證授權(quán)：Kubernetes集群中所有資源的訪問和變更都是通過Kubernetes API Server來實現(xiàn)的，因此需要建議采用更安全的HTTPS或Token來識別和認證客戶端身份（Authentication），以及隨后訪問權(quán)限的授權(quán)（Authorization）環(huán)節(jié)。

API Server的授權(quán)管理：通過授權(quán)策略來決定一個API調(diào)用是否合法。對合法用戶進行授權(quán)并且隨后在用戶訪問時進行鑒權(quán)，建議采用更安全的RBAC方式來提升集群安全授權(quán)。

敏感數(shù)據(jù)引入Secret機制：對于集群敏感數(shù)據(jù)建議使用Secret方式進行保護。

AdmissionControl（準入機制）：對kubernetes api的請求過程中，順序為：先經(jīng)過認證 & 授權(quán)，然后執(zhí)行準入操作，最后對目標對象進行操作。

簡述Kubernetes準入機制？

在對集群進行請求時，每個準入控制代碼都按照一定順序執(zhí)行。如果有一個準入控制拒絕了此次請求，那么整個請求的結(jié)果將會立即返回，并提示用戶相應(yīng)的error信息。

準入控制（AdmissionControl）準入控制本質(zhì)上為一段準入代碼，在對kubernetes api的請求過程中，順序為：先經(jīng)過認證 & 授權(quán)，然后執(zhí)行準入操作，最后對目標對象進行操作。常用組件（控制代碼）如下：

AlwaysAdmit：允許所有請求

AlwaysDeny：禁止所有請求，多用于測試環(huán)境。

ServiceAccount：它將serviceAccounts實現(xiàn)了自動化，它會輔助serviceAccount做一些事情，比如如果pod沒有serviceAccount屬性，它會自動添加一個default，并確保pod的serviceAccount始終存在。

LimitRanger：觀察所有的請求，確保沒有違反已經(jīng)定義好的約束條件，這些條件定義在namespace中LimitRange對象中。

NamespaceExists：觀察所有的請求，如果請求嘗試創(chuàng)建一個不存在的namespace，則這個請求被拒絕。

簡述Kubernetes RBAC及其特點（優(yōu)勢）？

RBAC是基于角色的訪問控制，是一種基于個人用戶的角色來管理對計算機或網(wǎng)絡(luò)資源的訪問的方法。

相對于其他授權(quán)模式，RBAC具有如下優(yōu)勢：

對集群中的資源和非資源權(quán)限均有完整的覆蓋。

整個RBAC完全由幾個API對象完成， 同其他API對象一樣， 可以用kubectl或API進行操作。

可以在運行時進行調(diào)整，無須重新啟動API Server。

簡述Kubernetes Secret作用？

Secret對象，主要作用是保管私密數(shù)據(jù)，比如密碼、OAuth Tokens、SSH Keys等信息。將這些私密信息放在Secret對象中比直接放在Pod或Docker Image中更安全，也更便于使用和分發(fā)。

簡述Kubernetes Secret有哪些使用方式？

創(chuàng)建完secret之后，可通過如下三種方式使用：

在創(chuàng)建Pod時，通過為Pod指定Service Account來自動使用該Secret。

通過掛載該Secret到Pod來使用它。

在Docker鏡像下載時使用，通過指定Pod的spc.ImagePullSecrets來引用它。

簡述Kubernetes PodSecurityPolicy機制？

Kubernetes PodSecurityPolicy是為了更精細地控制Pod對資源的使用方式以及提升安全策略。在開啟PodSecurityPolicy準入控制器后，Kubernetes默認不允許創(chuàng)建任何Pod，需要創(chuàng)建PodSecurityPolicy策略和相應(yīng)的RBAC授權(quán)策略（Authorizing Policies），Pod才能創(chuàng)建成功。

簡述Kubernetes PodSecurityPolicy機制能實現(xiàn)哪些安全策略？

在PodSecurityPolicy對象中可以設(shè)置不同字段來控制Pod運行時的各種安全策略，常見的有：

特權(quán)模式：privileged是否允許Pod以特權(quán)模式運行。

宿主機資源：控制Pod對宿主機資源的控制，如hostPID：是否允許Pod共享宿主機的進程空間。

用戶和組：設(shè)置運行容器的用戶ID（范圍）或組（范圍）。

提升權(quán)限：AllowPrivilegeEscalation：設(shè)置容器內(nèi)的子進程是否可以提升權(quán)限，通常在設(shè)置非root用戶（MustRunAsNonRoot）時進行設(shè)置。

SELinux：進行SELinux的相關(guān)配置。

簡述Kubernetes網(wǎng)絡(luò)模型？

Kubernetes網(wǎng)絡(luò)模型中每個Pod都擁有一個獨立的IP地址，并假定所有Pod都在一個可以直接連通的、扁平的網(wǎng)絡(luò)空間中。所以不管它們是否運行在同一個Node（宿主機）中，都要求它們可以直接通過對方的IP進行訪問。設(shè)計這個原則的原因是，用戶不需要額外考慮如何建立Pod之間的連接，也不需要考慮如何將容器端口映射到主機端口等問題。

同時為每個Pod都設(shè)置一個IP地址的模型使得同一個Pod內(nèi)的不同容器會共享同一個網(wǎng)絡(luò)命名空間，也就是同一個Linux網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。這就意味著同一個Pod內(nèi)的容器可以通過localhost來連接對方的端口。

在Kubernetes的集群里，IP是以Pod為單位進行分配的。一個Pod內(nèi)部的所有容器共享一個網(wǎng)絡(luò)堆棧（相當于一個網(wǎng)絡(luò)命名空間，它們的IP地址、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、配置等都是共享的）。

簡述Kubernetes CNI模型？

CNI提供了一種應(yīng)用容器的插件化網(wǎng)絡(luò)解決方案，定義對容器網(wǎng)絡(luò)進行操作和配置的規(guī)范，通過插件的形式對CNI接口進行實現(xiàn)。CNI僅關(guān)注在創(chuàng)建容器時分配網(wǎng)絡(luò)資源，和在銷毀容器時刪除網(wǎng)絡(luò)資源。在CNI模型中只涉及兩個概念：容器和網(wǎng)絡(luò)。

容器（Container）：是擁有獨立Linux網(wǎng)絡(luò)命名空間的環(huán)境，例如使用Docker或rkt創(chuàng)建的容器。容器需要擁有自己的Linux網(wǎng)絡(luò)命名空間，這是加入網(wǎng)絡(luò)的必要條件。

網(wǎng)絡(luò)（Network）：表示可以互連的一組實體，這些實體擁有各自獨立、唯一的IP地址，可以是容器、物理機或者其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（比如路由器）等。

對容器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置和操作都通過插件（Plugin）進行具體實現(xiàn)，CNI插件包括兩種類型：CNI Plugin和IPAM（IP Address ?Management）Plugin。CNI Plugin負責為容器配置網(wǎng)絡(luò)資源，IPAM Plugin負責對容器的IP地址進行分配和管理。IPAM Plugin作為CNI Plugin的一部分，與CNI Plugin協(xié)同工作。

簡述Kubernetes網(wǎng)絡(luò)策略？

為實現(xiàn)細粒度的容器間網(wǎng)絡(luò)訪問隔離策略，Kubernetes引入Network Policy。

Network Policy的主要功能是對Pod間的網(wǎng)絡(luò)通信進行限制和準入控制，設(shè)置允許訪問或禁止訪問的客戶端Pod列表。Network Policy定義網(wǎng)絡(luò)策略，配合策略控制器（Policy Controller）進行策略的實現(xiàn)。

簡述Kubernetes網(wǎng)絡(luò)策略原理？

Network Policy的工作原理主要為：policy controller需要實現(xiàn)一個API Listener，監(jiān)聽用戶設(shè)置的Network Policy定義，并將網(wǎng)絡(luò)訪問規(guī)則通過各Node的Agent進行實際設(shè)置（Agent則需要通過CNI網(wǎng)絡(luò)插件實現(xiàn)）。

簡述Kubernetes中flannel的作用？

Flannel可以用于Kubernetes底層網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)，主要作用有：

它能協(xié)助Kubernetes，給每一個Node上的Docker容器都分配互相不沖突的IP地址。

它能在這些IP地址之間建立一個覆蓋網(wǎng)絡(luò)（Overlay Network），通過這個覆蓋網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)包原封不動地傳遞到目標容器內(nèi)。

簡述Kubernetes Calico網(wǎng)絡(luò)組件實現(xiàn)原理？

Calico是一個基于BGP的純?nèi)龑拥木W(wǎng)絡(luò)方案，與OpenStack、Kubernetes、AWS、GCE等云平臺都能夠良好地集成。

Calico在每個計算節(jié)點都利用Linux Kernel實現(xiàn)了一個高效的vRouter來負責數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。每個vRouter都通過BGP協(xié)議把在本節(jié)點上運行的容器的路由信息向整個Calico網(wǎng)絡(luò)廣播，并自動設(shè)置到達其他節(jié)點的路由轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。

Calico保證所有容器之間的數(shù)據(jù)流量都是通過IP路由的方式完成互聯(lián)互通的。Calico節(jié)點組網(wǎng)時可以直接利用數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（L2或者L3），不需要額外的NAT、隧道或者Overlay Network，沒有額外的封包解包，能夠節(jié)約CPU運算，提高網(wǎng)絡(luò)效率。

簡述Kubernetes共享存儲的作用？

Kubernetes對于有狀態(tài)的容器應(yīng)用或者對數(shù)據(jù)需要持久化的應(yīng)用，因此需要更加可靠的存儲來保存應(yīng)用產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)，以便容器應(yīng)用在重建之后仍然可以使用之前的數(shù)據(jù)。因此需要使用共享存儲。

簡述Kubernetes數(shù)據(jù)持久化的方式有哪些？

Kubernetes通過數(shù)據(jù)持久化來持久化保存重要數(shù)據(jù)，常見的方式有：

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(nèi)保部映射到宿主機上。類似于docker中的manager volume。

場景：

只需要臨時將數(shù)據(jù)保存在磁盤上，比如在合并/排序算法中；

作為兩個容器的共享存儲。

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(jié)點刪除時，volume的數(shù)據(jù)也會被刪除。

emptyDir的數(shù)據(jù)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。

Hostpath：將宿主機上已存在的目錄或文件掛載到容器內(nèi)部。類似于docker中的bind mount掛載方式。

特性：增加了pod與節(jié)點之間的耦合。

PersistentVolume（簡稱PV）：如基于NFS服務(wù)的PV，也可以基于GFS的PV。它的作用是統(tǒng)一數(shù)據(jù)持久化目錄，方便管理。

簡述Kubernetes PV和PVC？

PV是對底層網(wǎng)絡(luò)共享存儲的抽象，將共享存儲定義為一種“資源”。

PVC則是用戶對存儲資源的一個“申請”。

簡述Kubernetes PV生命周期內(nèi)的階段？

某個PV在生命周期中可能處于以下4個階段（Phaes）之一。

Available：可用狀態(tài)，還未與某個PVC綁定。

Bound：已與某個PVC綁定。

Released：綁定的PVC已經(jīng)刪除，資源已釋放，但沒有被集群回收。

Failed：自動資源回收失敗。

簡述Kubernetes所支持的存儲供應(yīng)模式？

Kubernetes支持兩種資源的存儲供應(yīng)模式：靜態(tài)模式（Static）和動態(tài)模式（Dynamic）。

靜態(tài)模式：集群管理員手工創(chuàng)建許多PV，在定義PV時需要將后端存儲的特性進行設(shè)置。

動態(tài)模式：集群管理員無須手工創(chuàng)建PV，而是通過StorageClass的設(shè)置對后端存儲進行描述，標記為某種類型。此時要求PVC對存儲的類型進行聲明，系統(tǒng)將自動完成PV的創(chuàng)建及與PVC的綁定。

簡述Kubernetes CSI模型？

Kubernetes CSI是Kubernetes推出與容器對接的存儲接口標準，存儲提供方只需要基于標準接口進行存儲插件的實現(xiàn)，就能使用Kubernetes的原生存儲機制為容器提供存儲服務(wù)。CSI使得存儲提供方的代碼能和Kubernetes代碼徹底解耦，部署也與Kubernetes核心組件分離，顯然，存儲插件的開發(fā)由提供方自行維護，就能為Kubernetes用戶提供更多的存儲功能，也更加安全可靠。

CSI包括CSI Controller和CSI Node：

CSI Controller的主要功能是提供存儲服務(wù)視角對存儲資源和存儲卷進行管理和操作。

CSI Node的主要功能是對主機（Node）上的Volume進行管理和操作。

簡述Kubernetes Worker節(jié)點加入集群的過程？

通常需要對Worker節(jié)點進行擴容，從而將應(yīng)用系統(tǒng)進行水平擴展。主要過程如下：

1、在該Node上安裝Docker、kubelet和kube-proxy服務(wù)；

2、然后配置kubelet和kubeproxy的啟動參數(shù)，將Master URL指定為當前Kubernetes集群Master的地址，最后啟動這些服務(wù)；

3、通過kubelet默認的自動注冊機制，新的Worker將會自動加入現(xiàn)有的Kubernetes集群中；

4、Kubernetes Master在接受了新Worker的注冊之后，會自動將其納入當前集群的調(diào)度范圍。

簡述Kubernetes Pod如何實現(xiàn)對節(jié)點的資源控制？

Kubernetes集群里的節(jié)點提供的資源主要是計算資源，計算資源是可計量的能被申請、分配和使用的基礎(chǔ)資源。當前Kubernetes集群中的計算資源主要包括CPU、GPU及Memory。CPU與Memory是被Pod使用的，因此在配置Pod時可以通過參數(shù)CPU Request及Memory Request為其中的每個容器指定所需使用的CPU與Memory量，Kubernetes會根據(jù)Request的值去查找有足夠資源的Node來調(diào)度此Pod。

通常，一個程序所使用的CPU與Memory是一個動態(tài)的量，確切地說，是一個范圍，跟它的負載密切相關(guān)：負載增加時，CPU和Memory的使用量也會增加。

簡述Kubernetes Requests和Limits如何影響Pod的調(diào)度？

當一個Pod創(chuàng)建成功時，Kubernetes調(diào)度器（Scheduler）會為該Pod選擇一個節(jié)點來執(zhí)行。對于每種計算資源（CPU和Memory）而言，每個節(jié)點都有一個能用于運行Pod的最大容量值。調(diào)度器在調(diào)度時，首先要確保調(diào)度后該節(jié)點上所有Pod的CPU和內(nèi)存的Requests總和，不超過該節(jié)點能提供給Pod使用的CPU和Memory的最大容量值。

簡述Kubernetes Metric Service？

在Kubernetes從1.10版本后采用Metrics Server作為默認的性能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，主要用于提供核心指標（Core Metrics），包括Node、Pod的CPU和內(nèi)存使用指標。

對其他自定義指標（Custom Metrics）的監(jiān)控則由Prometheus等組件來完成。

簡述Kubernetes中，如何使用EFK實現(xiàn)日志的統(tǒng)一管理？

在Kubernetes集群環(huán)境中，通常一個完整的應(yīng)用或服務(wù)涉及組件過多，建議對日志系統(tǒng)進行集中化管理，通常采用EFK實現(xiàn)。

EFK是 Elasticsearch、Fluentd 和 Kibana 的組合，其各組件功能如下：

Elasticsearch：是一個搜索引擎，負責存儲日志并提供查詢接口；

Fluentd：負責從 Kubernetes 搜集日志，每個node節(jié)點上面的fluentd監(jiān)控并收集該節(jié)點上面的系統(tǒng)日志，并將處理過后的日志信息發(fā)送給Elasticsearch；

Kibana：提供了一個 Web GUI，用戶可以瀏覽和搜索存儲在 Elasticsearch 中的日志。

通過在每臺node上部署一個以DaemonSet方式運行的fluentd來收集每臺node上的日志。Fluentd將docker日志目錄/var/lib/docker/containers和/var/log目錄掛載到Pod中，然后Pod會在node節(jié)點的/var/log/pods目錄中創(chuàng)建新的目錄，可以區(qū)別不同的容器日志輸出，該目錄下有一個日志文件鏈接到/var/lib/docker/contianers目錄下的容器日志輸出。

簡述Kubernetes如何進行優(yōu)雅的節(jié)點關(guān)機維護？

由于Kubernetes節(jié)點運行大量Pod，因此在進行關(guān)機維護之前，建議先使用kubectl drain將該節(jié)點的Pod進行驅(qū)逐，然后進行關(guān)機維護。

簡述Kubernetes集群聯(lián)邦？

Kubernetes集群聯(lián)邦可以將多個Kubernetes集群作為一個集群進行管理。因此，可以在一個數(shù)據(jù)中心/云中創(chuàng)建多個Kubernetes集群，并使用集群聯(lián)邦在一個地方控制/管理所有集群。

簡述Helm及其優(yōu)勢？

Helm?是 Kubernetes 的軟件包管理工具。類似 Ubuntu 中使用的apt、Centos中使用的yum 或者Python中的 pip 一樣。

Helm能夠?qū)⒁唤MK8S資源打包統(tǒng)一管理, 是查找、共享和使用為Kubernetes構(gòu)建的軟件的最佳方式。

Helm中通常每個包稱為一個Chart，一個Chart是一個目錄（一般情況下會將目錄進行打包壓縮，形成name-version.tgz格式的單一文件，方便傳輸和存儲）。

Helm優(yōu)勢

在 Kubernetes中部署一個可以使用的應(yīng)用，需要涉及到很多的 Kubernetes 資源的共同協(xié)作。使用helm則具有如下優(yōu)勢：

統(tǒng)一管理、配置和更新這些分散的 k8s 的應(yīng)用資源文件；

分發(fā)和復(fù)用一套應(yīng)用模板；

將應(yīng)用的一系列資源當做一個軟件包管理。

對于應(yīng)用發(fā)布者而言，可以通過 Helm 打包應(yīng)用、管理應(yīng)用依賴關(guān)系、管理應(yīng)用版本并發(fā)布應(yīng)用到軟件倉庫。

對于使用者而言，使用 Helm 后不用需要編寫復(fù)雜的應(yīng)用部署文件，可以以簡單的方式在 Kubernetes 上查找、安裝、升級、回滾、卸載應(yīng)用程序。

簡述OpenShift及其特性？

OpenShift是一個容器應(yīng)用程序平臺，用于在安全的、可伸縮的資源上部署新應(yīng)用程序，而配置和管理開銷最小。

OpenShift構(gòu)建于Red Hat Enterprise Linux、Docker和Kubernetes之上，為企業(yè)級應(yīng)用程序提供了一個安全且可伸縮的多租戶操作系統(tǒng)，同時還提供了集成的應(yīng)用程序運行時和庫。

其主要特性：

自助服務(wù)平臺：OpenShift允許開發(fā)人員使用Source-to-Image(S2I)從模板或自己的源代碼管理存儲庫創(chuàng)建應(yīng)用程序。系統(tǒng)管理員可以為用戶和項目定義資源配額和限制，以控制系統(tǒng)資源的使用。

多語言支持：OpenShift支持Java、Node.js、PHP、Perl以及直接來自Red Hat的Ruby。OpenShift還支持中間件產(chǎn)品，如Apache httpd、Apache Tomcat、JBoss EAP、ActiveMQ和Fuse。

自動化：OpenShift提供應(yīng)用程序生命周期管理功能，當上游源或容器映像發(fā)生更改時，可以自動重新構(gòu)建和重新部署容器。根據(jù)調(diào)度和策略擴展或故障轉(zhuǎn)移應(yīng)用程序。

用戶界面：OpenShift提供用于部署和監(jiān)視應(yīng)用程序的web UI，以及用于遠程管理應(yīng)用程序和資源的CLi。

協(xié)作：OpenShift允許在組織內(nèi)或與更大的社區(qū)共享項目。

可伸縮性和高可用性：OpenShift提供了容器多租戶和一個分布式應(yīng)用程序平臺，其中包括彈性，高可用性，以便應(yīng)用程序能夠在物理機器宕機等事件中存活下來。OpenShift提供了對容器健康狀況的自動發(fā)現(xiàn)和自動重新部署。

容器可移植性：在OpenShift中，應(yīng)用程序和服務(wù)使用標準容器映像進行打包，組合應(yīng)用程序使用Kubernetes進行管理。這些映像可以部署到基于這些基礎(chǔ)技術(shù)的其他平臺上。

開源：沒有廠商鎖定。

安全性：OpenShift使用SELinux提供多層安全性、基于角色的訪問控制以及與外部身份驗證系統(tǒng)(如LDAP和OAuth)集成的能力。

動態(tài)存儲管理：OpenShift使用Kubernetes持久卷和持久卷聲明的方式為容器數(shù)據(jù)提供靜態(tài)和動態(tài)存儲管理

基于云(或不基于云)：可以在裸機服務(wù)器、活來自多個供應(yīng)商的hypervisor和大多數(shù)IaaS云提供商上部署OpenShift容器平臺。

企業(yè)級：Red Hat支持OpenShift、選定的容器映像和應(yīng)用程序運行時?？尚诺牡谌饺萜饔诚?、運行時和應(yīng)用程序由Red Hat認證?？梢栽贠penShift提供的高可用性的強化安全環(huán)境中運行內(nèi)部或第三方應(yīng)用程序。

日志聚合和metrics：可以在中心節(jié)點收集、聚合和分析部署在OpenShift上的應(yīng)用程序的日志信息。OpenShift能夠?qū)崟r收集關(guān)于應(yīng)用程序的度量和運行時信息，并幫助不斷優(yōu)化性能。

其他特性：OpenShift支持微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，OpenShift的本地特性足以支持DevOps流程，很容易與標準和定制的持續(xù)集成/持續(xù)部署工具集成。

簡述OpenShift projects及其作用？

OpenShift管理projects和users。一個projects對Kubernetes資源進行分組，以便用戶可以使用訪問權(quán)限。還可以為projects分配配額，從而限制了已定義的pod、volumes、services和其他資源。

project允許一組用戶獨立于其他組組織和管理其內(nèi)容，必須允許用戶訪問項目。如果允許創(chuàng)建項目，用戶將自動訪問自己的項目。

簡述OpenShift高可用的實現(xiàn)？

OpenShift平臺集群的高可用性(HA)有兩個不同的方面：

OpenShift基礎(chǔ)設(shè)施本身的HA(即主機)；

以及在OpenShift集群中運行的應(yīng)用程序的HA。

默認情況下，OpenShift為master節(jié)點提供了完全支持的本機HA機制。
對于應(yīng)用程序或“pods”，如果pod因任何原因丟失，Kubernetes將調(diào)度另一個副本，將其連接到服務(wù)層和持久存儲。如果整個節(jié)點丟失，Kubernetes會為它所有的pod安排替換節(jié)點，最終所有的應(yīng)用程序都會重新可用。pod中的應(yīng)用程序負責它們自己的狀態(tài)，因此它們需要自己維護應(yīng)用程序狀態(tài)(如HTTP會話復(fù)制或數(shù)據(jù)庫復(fù)制)。

簡述OpenShift的SDN網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)？

默認情況下，Docker網(wǎng)絡(luò)使用僅使用主機虛機網(wǎng)橋bridge，主機內(nèi)的所有容器都連接至該網(wǎng)橋。連接到此橋的所有容器都可以彼此通信，但不能與不同主機上的容器通信。

為了支持跨集群的容器之間的通信，OpenShift容器平臺使用了軟件定義的網(wǎng)絡(luò)(SDN)方法。軟件定義的網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)模型，它通過幾個網(wǎng)絡(luò)層的抽象來管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。SDN將處理流量的軟件(稱為控制平面)和路由流量的底層機制(稱為數(shù)據(jù)平面)解耦。SDN支持控制平面和數(shù)據(jù)平面之間的通信。

在OpenShift中，可以為pod網(wǎng)絡(luò)配置三個SDN插件:

1、ovs-subnet：默認插件，子網(wǎng)提供了一個flat pod網(wǎng)絡(luò)，其中每個pod可以與其他pod和service通信。

2、ovs-multitenant：該為pod和服務(wù)提供了額外的隔離層。當使用此插件時，每個project接收一個惟一的虛擬網(wǎng)絡(luò)ID (VNID)，該ID標識來自屬于該project的pod的流量。通過使用VNID，來自不同project的pod不能與其他project的pod和service通信。

3、ovs-network policy：此插件允許管理員使用NetworkPolicy對象定義自己的隔離策略。

cluster network由OpenShift SDN建立和維護，它使用Open vSwitch創(chuàng)建overlay網(wǎng)絡(luò)，master節(jié)點不能通過集群網(wǎng)絡(luò)訪問容器，除非master同時也為node節(jié)點。

簡述OpenShift角色及其作用？

OpenShift的角色具有不同級別的訪問和策略，包括集群和本地策略。user和group可以同時與多個role關(guān)聯(lián)。

簡述OpenShift支持哪些身份驗證？

OpenShift容器平臺支持的其他認證類型包括:

Basic Authentication (Remote)：一種通用的后端集成機制，允許用戶使用針對遠程標識提供者驗證的憑據(jù)登錄到OpenShift容器平臺。用戶將他們的用戶名和密碼發(fā)送到OpenShift容器平臺，OpenShift平臺通過到服務(wù)器的請求驗證這些憑據(jù)，并將憑據(jù)作為基本的Auth頭傳遞。這要求用戶在登錄過程中向OpenShift容器平臺輸入他們的憑據(jù)。

Request Header Authentication：用戶使用請求頭值(如X-RemoteUser)登錄到OpenShift容器平臺。它通常與身份驗證代理結(jié)合使用，身份驗證代理對用戶進行身份驗證，然后通過請求頭值為OpenShift容器平臺提供用戶標識。

Keystone Authentication：Keystone是一個OpenStack項目，提供標識、令牌、目錄和策略服務(wù)。OpenShift容器平臺與Keystone集成，通過配置OpenStack Keystone v3服務(wù)器將用戶存儲在內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中，從而支持共享身份驗證。這種配置允許用戶使用Keystone憑證登錄OpenShift容器平臺。

LDAP Authentication：用戶使用他們的LDAP憑證登錄到OpenShift容器平臺。在身份驗證期間，LDAP目錄將搜索與提供的用戶名匹配的條目。如果找到匹配項，則嘗試使用條目的專有名稱(DN)和提供的密碼進行簡單綁定。

GitHub Authentication：GitHub使用OAuth，它允許與OpenShift容器平臺集成使用OAuth身份驗證來促進令牌交換流。這允許用戶使用他們的GitHub憑證登錄到OpenShift容器平臺。為了防止使用GitHub用戶id的未授權(quán)用戶登錄到OpenShift容器平臺集群，可以將訪問權(quán)限限制在特定的GitHub組織中。

簡述什么是中間件？

中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。通常位于客戶機/服務(wù)器的操作系統(tǒng)中間，是連接兩個獨立應(yīng)用程序或獨立系統(tǒng)的軟件。

通過中間件實現(xiàn)兩個不同系統(tǒng)之間的信息交換。

編輯：黃飛

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