Kubernetes 基础概念解析

什么是 Kubernetes？

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。它由 Google 设计并贡献给云原生计算基金会（CNCF）。

核心架构

Kubernetes 集群由两部分组成：

• 控制平面（Control Plane）：负责维护集群状态
• 工作节点（Worker Nodes）：运行容器化应用

关键概念

1. Pod

Pod 是 Kubernetes 中最小的部署单元，包含一个或多个容器。同一 Pod 中的容器共享网络和存储资源。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: myapp:1.0
    ports:
    - containerPort: 80

2. Deployment

Deployment 用于声明式地管理 Pod 的副本数量和版本更新。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:1.0
        ports:
        - containerPort: 80

3. Service

Service 定义了一组 Pod 的访问策略，提供负载均衡和服务发现功能。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  type: LoadBalancer

4. ConfigMap 和 Secret

用于存储配置信息和敏感数据，实现配置与代码分离。

# ConfigMap 示例
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: app-config
data:
  DATABASE_URL: "postgres://localhost:5432/mydb"
  LOG_LEVEL: "info"

5. Namespace

Namespace 用于在同一个物理集群中隔离资源，适合多团队或多环境场景。

常用命令

最佳实践

• 资源限制：为每个容器设置 CPU 和内存限制
• 健康检查：配置 liveness 和 readiness 探针
• 标签管理：使用标签组织和管理资源
• 滚动更新：使用 Deployment 实现零停机部署
• 配置分离：使用 ConfigMap 管理环境配置

总结

Kubernetes 是云原生时代的基础设施，掌握其核心概念对于现代 DevOps 工程师至关重要。建议从本地 Minikube 或 Kind 开始实践，逐步深入理解。