1. 什么是 Kubernetes？它解决了哪些问题？
答：Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器化应用的部署、管理、扩展和网络配置。
Kubernetes 解决的问题包括：
🔹 容器的自动化部署与管理
🔹 应用的高可用性与负载均衡
🔹 资源利用优化和动态扩展
🔹 服务发现与网络通信
🔹 自动化故障恢复
2. 什么是 Pod？
答：Pod 是 Kubernetes 中的最小部署单元，它封装了一个或多个容器。
🔹 Pod 中的容器共享网络（如 IP 地址）和存储卷。
🔹 一个 Pod 通常用于运行单个应用容器，但也可以用于运行紧密相关的多个容器。
3. 什么是 Namespace？它有什么作用？
答：Namespace 是 Kubernetes 中的逻辑隔离单位，用于在同一个集群中创建多个虚拟的资源隔离环境。
🔹 实现资源隔离（例如开发、测试、生产环境分离）。
🔹 便于管理和组织大量资源。
🔹 配合资源配额（Resource Quota）限制不同 Namespace 的资源使用。
4. Kubernetes 中的 Deployment 是什么？它的作用是什么？
答：Deployment 是一种 Kubernetes 控制器，用于管理 Pod 和 ReplicaSet 的声明式更新。
🔹 定义应用的期望状态（如运行的 Pod 副本数量）。
🔹 支持滚动更新（Rolling Update）和回滚（Rollback）。
🔹 保证应用的高可用性。
5. 如何在 Kubernetes 中实现负载均衡？
答：Kubernetes 提供多种方式实现负载均衡：
🔹 ClusterIP（默认）： 在集群内分配一个虚拟 IP 地址供其他 Pod 访问。
🔹 NodePort： 通过每个节点的指定端口暴露服务。
🔹 LoadBalancer： 使用云服务提供商的负载均衡器暴露服务。
🔹 Ingress： 提供基于 HTTP/HTTPS 的负载均衡和路由规则。
6. 什么是 ConfigMap 和 Secret？它们的区别是什么？
答：ConfigMap： 用于存储非敏感配置信息（如环境变量、配置文件）。Secret： 用于存储敏感信息（如密码、API 密钥）。
🔹 ConfigMap 数据是明文存储的，而 Secret 数据是经过 base64 编码的。
🔹 Secret 适合存储需要加密或权限管理的敏感数据。
7. 如何对 Pod 进行水平扩展（Horizontal Scaling）？
答：可以使用以下方法进行 Pod 水平扩展：
手动扩展： 使用 kubectl scale 命令，例如：
kubectl scale deployment <deployment-name> --replicas=5
自动扩展： 使用 Horizontal Pod Autoscaler (HPA)，根据 CPU、内存或自定义指标自动调整副本数。例如：
kubectl autoscale deployment <deployment-name> --min=1 --max=10 --cpu-percent=50
8. 什么是 StatefulSet？它与 Deployment 的区别是什么？
答：StatefulSet 是一种 Kubernetes 控制器，专门用于管理有状态应用。与 Deployment 的区别：
🔹 StatefulSet 确保 Pod 有固定的标识（如 Pod 名称、网络标识）。
🔹 StatefulSet 支持有序部署和扩展。
🔹 StatefulSet 为每个 Pod 分配独立的持久存储卷（PersistentVolume）。
适用场景：有状态数据库（如 MySQL、MongoDB）、缓存（如 Redis）。
9. Kubernetes 如何处理 Pod 的故障？
答：Kubernetes 提供以下机制处理 Pod 故障：
🔹 Liveness Probe 和 Readiness Probe： 定期检查容器健康状态，不健康时自动重启容器或将其从服务流量中移除。
🔹 ReplicaSet： 确保 Pod 副本数量。如果 Pod 失败，ReplicaSet 会创建新的 Pod 替代。
🔹 Node 故障检测： 如果节点不可用，Kubernetes 会将 Pod 调度到其他可用节点
10. 什么是 Kubernetes 的网络模型？有哪些特点？
答：Kubernetes 的网络模型提供了以下关键特点：
🔹 每个 Pod 都有一个独立的 IP 地址。
🔹 Pod 间可以直接通过 IP 进行通信，无需 NAT。
🔹 Pod 和 Service 的通信通过 ClusterIP、NodePort 或 Ingress 实现。
🔹 Kubernetes 通常使用 CNI（Container Network Interface）插件（如 Flannel、Calico、Weave Net）实现网络模型。
11. 如何保障 Kubernetes 集群的安全性？
🔹 认证与授权： 使用 RBAC 控制用户和服务的访问权限。
🔹 网络策略： 使用 NetworkPolicy 限制 Pod 之间的通信。
🔹 加密通信： 确保 API Server 与其他组件之间的通信是加密的（使用 TLS）。
🔹 安全上下文： 定义 Pod 或容器的安全上下文，例如限制运行特权容器。
🔹 定期更新： 确保集群和容器镜像使用最新版本以避免已知漏洞
12. 如何调试一个崩溃的 Pod？
答：可以使用以下步骤调试：
查看 Pod 的事件：
kubectl describe pod <pod-name>
查看容器的日志：
kubectl logs <pod-name> -c <container-name>
如果容器重启频繁，可以加 --previous 参数查看之前的日志：
kubectl logs <pod-name> --previous
进入容器排查问题：
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash
13. Pod 是通过什么暴露端口的？
答：在 Kubernetes 中，Pod 暴露端口主要通过以下方式实现：
🔹 Pod 本身不直接对外暴露端口，必须借助 Service、Ingress 或特殊网络配置（如 HostPort）。
🔹 通过 Service 管理四层网络流量（如 TCP/UDP），是最常见的方式。
🔹 Ingress 适合需要基于域名或路径的复杂 HTTP 路由场景。
🔹 HostPort 和 HostNetwork 是特定场景下的备用方案，但一般不推荐使用。
14. Kubernetes 中如何实现多租户架构？
答：多租户架构可以通过以下方式实现：
🔹 Namespace 隔离： 为每个租户创建单独的 Namespace。
🔹 RBAC 权限控制： 配置租户对 Namespace 的资源访问权限。
🔹 资源配额： 使用 ResourceQuota 限制每个租户的资源使用量。
🔹 网络隔离： 使用 NetworkPolicy 限制 Pod 间的跨租户通信。
15. Kubernetes 的优缺点是什么？
优点：
🔹 自动化部署和管理容器。
🔹 支持滚动更新和回滚。
🔹 提供弹性扩展能力。
🔹 强大的社区支持和广泛的生态系统。
缺点：
🔹 学习曲线陡峭。
🔹 初始部署和配置较为复杂。
🔹 对资源的消耗较大，可能需要较高的硬件要求。
16. Kubernetes 图形管理界面有哪些？
答：可以根据问题描述和需求推荐工具，并着重分析其适用场景。例如：
🔹 小型集群或单集群：推荐 Kubernetes Dashboard 或 Lens。
🔹 企业级多集群管理：推荐 Rancher 或 KubeSphere 。
🔹 调试和开发场景：推荐 Octant 或 K9s。
🔹 GitOps 流程：推荐 Argo CD。
17. service和ingress有什么区别？
🔹 强调 Service 是基础组件，主要作用是暴露 Pod 和实现内部通信。
🔹 说明 Ingress 解决的是复杂 HTTP 路由场景，灵活性更高但需要依赖 Ingress Controller。
🔹 用具体例子说明使用场景（如 Ingress 适合电商网站的多域名路由，Service 适合微服务内部通信）。
🔹 补充说明 Ingress 和 Service 是互补的，比如 Ingress 后端仍然依赖 Service 进行流量分发。
| 特性 | Service | Ingress |
|---|---|---|
| 作用 | 暴露 Pod，提供网络访问的统一入口。 | 管理外部请求到集群内部服务的路由规则。 |
| 工作层级 | 四层（基于 TCP/UDP 的传输层）。 | 七层（基于 HTTP/HTTPS 的应用层）。 |
| 负载均衡 | 支持简单的四层负载均衡（ClusterIP、NodePort、LoadBalancer）。 | 提供基于域名、路径的七层负载均衡和路由规则。 |
| 类型 | ClusterIP、NodePort、LoadBalancer、ExternalName。 | 只定义了一种资源类型：Ingress。 |
| 主要功能 | 暴露和连接 Pod。 内部服务发现和负载均衡。 | 基于路径或主机名的路由。提供 HTTPS 终结点。 |
| 依赖组件 | 无（可以直接使用） | 需要依赖 Ingress Controller（如 NGINX、Traefik） |
| 典型使用场景 | 内部微服务通信。对外暴露简单四层服务。 | 对外暴露复杂的 Web 服务，基于域名或路径进行路由 |
18. 解释 Kubernetes 中的 ETCD，它的作用是什么？
答：ETCD 是 Kubernetes 的分布式键值存储系统，负责保存整个集群的配置和状态信息。
作用：
🔹 存储 Kubernetes 的所有资源对象，如 Pod、Service、Deployment 等。
🔹 支持集群高可用性和状态一致性。
🔹 是 API Server 的后端存储，用于管理集群状态。
安全注意点：
🔹 备份与恢复： 定期备份 ETCD 数据，以应对灾难恢复场景。
🔹 加密通信： 确保 ETCD 使用 TLS 加密。
19. 描述 Kubernetes 中的三种存储类型及其区别？
临时存储（EmptyDir）：
🔹 Pod 生命周期内的数据存储。
🔹 Pod 删除时数据会丢失。
🔹 适用于临时缓存数据的场景。
持久存储（PersistentVolume, PV）：
🔹 与集群生命周期无关的持久化存储。
🔹 支持网络存储（如 NFS、Ceph）。
动态存储（Dynamic Provisioning）：
🔹 基于 StorageClass 动态创建 PersistentVolume。
🔹 自动化资源分配，减少人工操作。
20. Kubernetes 中如何排查节点无法调度的问题？
答：当节点无法调度时，可以通过以下步骤排查：
检查节点状态：
kubectl get nodes
状态可能为 NotReady 或 SchedulingDisabled。
查看详细描述：
kubectl describe node <node-name>
检查是否存在磁盘压力（DiskPressure）、内存压力（MemoryPressure）或 PID 压力（PIDPressure）。
检查 kubelet 和容器运行时：
检查 kubelet 是否正常运行：
systemctl status kubelet
查看容器运行时日志（如 Docker）：
journalctl -u docker
如果是 Taints 问题：
查看节点的污点（Taint）：
kubectl describe node <node-name> | grep Taint
如果 Pod 没有 Tolerations，可能会被阻止调度。
21. Kubernetes 如何处理应用回滚？
答：Kubernetes 的回滚功能由 Deployment 控制器实现。
使用 kubectl rollout undo 命令实现回滚：
kubectl rollout undo deployment/<deployment-name>
查看历史记录：
kubectl rollout history deployment/<deployment-name>
如果需要回滚到特定版本：
kubectl rollout undo deployment/<deployment-name> --to-revision=<revision-number>
22. Kubernetes 中的 CronJob 是什么？如何实现定时任务？
答：CronJob 是 Kubernetes 中用于周期性运行任务的资源。定时执行任务，例如备份数据库、清理临时文件。
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
name: sample-cronjob
spec:
schedule: "0 0 * * *" # 定义时间规则
jobTemplate:
spec:
template:
spec:
containers:
- name: sample-task
image: busybox
args:
- /bin/sh
- -c
- date; echo "Hello from the Kubernetes CronJob"
restartPolicy: OnFailure
检查任务状态：
kubectl get cronjob
kubectl get job
23. 什么是 DaemonSet？与 Deployment 有何不同？
答：DaemonSet 是 Kubernetes 中的一种控制器，用于在每个节点上运行一个 Pod 副本。
Deployment：
🔹 按需扩展 Pod 副本，分布在所有节点上。
🔹 适用于无状态或有状态应用的部署。
DaemonSet：
🔹 每个节点只有一个 Pod 副本。
🔹 适用于需要节点级别操作的场景（如日志收集、监控)
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: node-exporter
spec:
selector:
matchLabels:
app: node-exporter
template:
metadata:
labels:
app: node-exporter
spec:
containers:
- name: node-exporter
image: prom/node-exporter
24. Kubernetes 的 HPA 和 VPA 有什么区别？
Horizontal Pod Autoscaler (HPA)：
🔹 根据 CPU、内存或自定义指标，动态调整 Pod 的副本数量。
🔹 实现工作负载的水平扩展。
Vertical Pod Autoscaler (VPA)：
🔹 动态调整 Pod 的资源请求（CPU 和内存）。
🔹 避免资源不足或过度分配。
二者的应用可以互补，HPA 负责副本扩展，VPA 负责优化资源配置。
25. Kubernetes 中如何优化资源使用？
资源请求和限制（Resource Requests & Limits）：
为容器设置 requests（最低资源需求）和 limits（最大资源限制），避免资源竞争。
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "250m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
节点亲和性（Node Affinity）：
通过 nodeAffinity 将 Pod 调度到特定节点：
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: "node-role.kubernetes.io/worker"
operator: In
values:
- "true"
使用 HPA 或 VPA 自动扩展：
根据负载动态调整 Pod 副本数或资源配置。
使用 Resource Quota 和 LimitRange：
通过 ResourceQuota 限制 Namespace 的资源使用：
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: compute-resources
spec:
hard:
pods: "10"
requests.cpu: "4"
limits.cpu: "10"
26. Kubernetes 集群的高可用架构怎么设计？
答：高可用架构设计包括：
🔹 控制平面高可用：
使用多个 Master 节点，部署 API Server、Controller Manager、Scheduler 等组件。
配置 ETCD 集群（建议奇数节点数）。
使用负载均衡（如 HAProxy、Nginx）对外暴露 API Server。
🔹 工作节点高可用：
部署多个 Worker 节点，避免单点故障。
配置 Pod 的副本数，启用 Pod 反亲和性（Pod Anti-affinity）。
🔹 网络高可用：
使用双平面或冗余网络接口。
配置容器网络插件（如 Calico、Flannel）支持高可用。
🔹 存储高可用：
使用分布式存储系统（如 Ceph、GlusterFS）。
