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K8s常见面试题总结_kubernets中pod的重启策略不包括

kubernets中pod的重启策略不包括

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目录

k8s常考面试题

1.1.什么是k8s?

1.2.简述Docker和Kubernetes的关系

1.3.k8s的组件有哪些,作用分别是什么?

1.4.简述kubelet的功能和作用

1.5.简述pod是什么

1.6.简述Kubernetes中Pod可能位于的状态? 

1.7.pod的重启策略有哪些 

1.8.pod的镜像拉取策略有哪几种

1.9.简单讲一下 pod创建过程

2.0.pod的存活探针有哪几种

2.1.简述Kubernetes创建一个Pod的主要流程? 

2.2.k8s中命名空间的作用

 


k8s常考面试题

1.1.什么是k8s?

  • K8s是kubernetes的简称,其本质是一个开源的容器编排工具,为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能,提高了大规模容器集群管理的便捷性。

1.2.简述Docker和Kubernetes的关系

  • Docker 提供容器的生命周期管理。
  • Kubernetes 用于关联和编排在多个主机上运行的容器。

1.3.k8s的组件有哪些,作用分别是什么?

  • k8s主要由master节点和node节点构成。master节点负责管理集群,node节点是容器应用真正运行的地方。
  • master节点包含的组件有:kube-api-server、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd。
  • node节点包含的组件有:kubelet、kube-proxy、container-runtime。
  • kube-api-server:简称api-server,api-server是k8s最重要的核心组件之一,它是k8s集群管理的统一访问入口,提供了RESTful API接口, 实现了认证、授权和准入控制等安全功能;api-server还是其他组件之间的数据交互和通信的枢纽,其他组件彼此之间并不会直接通信,其他组件对资源对象的增、删、改、查和监听操作都是交由api-server处理后,api-server再提交给etcd数据库做持久化存储,只有api-server才能直接操作etcd数据库,其他组件都不能直接操作etcd数据库,其他组件都是通过api-server间接的读取,写入数据到etcd。
  • kube-controller-manager:以下简称controller-manager,controller-manager是k8s中各种控制器的的管理者,是k8s集群内部的管理控制中心,也是k8s自动化功能的核心;controller-manager内部包含replication controller、node controller、deployment controller、endpoint controller等各种资源对象的控制器,每种控制器都负责一种特定资源的控制流程,而controller-manager正是这些controller的核心管理者。
  • kube-scheduler:以下简称scheduler,scheduler负责集群资源调度,其作用是将待调度的pod通过一系列复杂的调度算法计算出最合适的node节点,然后将pod绑定到目标节点上。shceduler会根据pod的信息,全部节点信息列表,过滤掉不符合要求的节点,过滤出一批候选节点,然后给候选节点打分,选分最高的就是最佳节点,scheduler就会把目标pod安置到该节点。
  • Etcd:etcd是一个分布式的键值对存储数据库,主要是用于保存k8s集群状态数据,比如,pod,service等资源对象的信息;etcd可以是单个也可以有多个,多个就是etcd数据库集群,etcd通常部署奇数个实例,在大规模集群中,etcd有5个或7个节点就足够了;另外说明一点,etcd本质上可以不与master节点部署在一起,只要master节点能通过网络连接etcd数据库即可。
  • kubelet:每个node节点上都有一个kubelet服务进程,kubelet作为连接master和各node之间的桥梁,负责维护pod和容器的生命周期,当监听到master下发到本节点的任务时,比如创建、更新、终止pod等任务,kubelet 即通过控制docker来创建、更新、销毁容器;每个kubelet进程都会在api-server上注册本节点自身的信息,用于定期向master汇报本节点资源的使用情况。
  • kube-proxy:kube-proxy运行在node节点上,在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作,kube-proxy会监听api-server中从而获取service和endpoint的变化情况,创建并维护路由规则以提供服务IP和负载均衡功能。简单理解此进程是Service的透明代理兼负载均衡器,其核心功能是将到某个Service的访问请求转发到后端的多个Pod实例上。
  • container-runtime:容器运行时环境,即运行容器所需要的一系列程序,目前k8s支持的容器运行时有很多,如docker、rkt或其他,比较受欢迎的是docker。

1.4.简述kubelet的功能和作用

kubelet部署在每个node节点上的,它主要功能有:

  • 1、节点管理。kubelet启动时会向api-server进行注册,然后会定时的向api-server汇报本节点信息状态,资源使用状态等,这样master就能够知道node节点的资源剩余,节点是否失联等等相关的信息了。master知道了整个集群所有节点的资源情况,这对于 pod 的调度和正常运行至关重要。
  • 2、pod管理。kubelet负责维护node节点上pod的生命周期,当kubelet监听到master的下发到自己节点的任务时,比如要创建、更新、删除一个pod,kubelet 就会通过CRI(容器运行时接口)插件来调用不同的容器运行时来创建、更新、删除容器;常见的容器运行时有docker、containerd、rkt等等这些容器运行时,我们最熟悉的就是docker了,但在新版本的k8s已经弃用docker了,k8s1.24版本中已经使用containerd作为容器运行时了。
  • 3、容器健康检查。pod中可以定义启动探针、存活探针、就绪探针等3种,我们最常用的就是存活探针、就绪探针,kubelet 会定期调用容器中的探针来检测容器是否存活,是否就绪,如果是存活探针,则会根据探测结果对检查失败的容器进行相应的重启策略;
  • 4、Metrics Server资源监控。在node节点上部署Metrics Server用于监控node节点、pod的CPU、内存、文件系统、网络使用等资源使用情况,而kubelet则通过Metrics Server获取所在节点及容器的上的数据。

1.5.简述pod是什么

  • 在kubernetes的世界中,k8s并不直接处理容器,而是使用多个容器共存的理念,这组容器就叫做pod。pod是k8s中可以创建和管理的最小单元,是资源对象模型中由用户创建或部署的最小资源对象模型,其他的资源对象都是用来支撑pod对象功能的,比如,pod控制器就是用来管理pod对象的,service或者imgress资源对象是用来暴露pod引用对象的,persistentvolume资源是用来为pod提供存储等等,简而言之,k8s不会直接处理容器,而是pod,pod才是k8s中可以创建和管理的最小单元,也是基本单元

1.6.简述Kubernetes中Pod可能位于的状态? 

  1. Pending:API Server已经创建该Pod,且Pod内还有一个或多个容器的镜像没有创建,包括正在下载镜像的过程。
  2. Running:Pod内所有容器均已创建,且至少有一个容器处于运行状态、正在启动状态或正在重启状态。
  3. Succeeded:Pod内所有容器均成功执行退出,且不会重启。
  4. Failed:Pod内所有容器均已退出,但至少有一个容器退出为失败状态。
  5. Unknown:由于某种原因无法获取该Pod状态,可能由于网络通信不畅导致。

1.7.pod的重启策略有哪些 

pod重启容器策略是指针对pod内所有容器的重启策略,不是重启pod,其可以通过restartPolicy字段配置pod重启容器的策略,如下:

  1. Always: 当容器终止退出后,总是重启容器,默认策略就是Always。
  2. OnFailure: 当容器异常退出,退出状态码非0时,才重启容器。
  3. Never: 当容器终止退出,不管退出状态码是什么,从不重启容器。

1.8.pod的镜像拉取策略有哪几种

pod镜像拉取策略可以通过imagePullPolicy字段配置镜像拉取策略,主要有3中镜像拉取策略,如下:

  1. IfNotPresent: 默认值,镜像在node节点宿主机上不存在时才拉取。
  2. Always: 总是重新拉取,即每次创建pod都会重新从镜像仓库拉取一次镜像。
  3. Never: 永远不会主动拉取镜像,仅使用本地镜像,需要你手动拉取镜像到node节点,如果node节点不存在镜像则pod启动失败。

1.9.简单讲一下 pod创建过程

情况一、使用kubectl run命令创建的pod:

  • 1、首先,用户通过kubectl或其他api客户端工具提交需要创建的pod信息给apiserver;
  • 2、apiserver验证客户端的用户权限信息,验证通过开始处理创建请求生成pod对象信息,并将信息存入etcd,然后返回确认信息给客户端;
  • 3、apiserver开始反馈etcd中pod对象的变化,其他组件使用watch机制跟踪apiserver上的变动;
  • 4、scheduler发现有新的pod对象要创建,开始调用内部算法机制为pod分配最佳的主机,并将结果信息更新至apiserver;
  • 5、node节点上的kubelet通过watch机制跟踪apiserver发现有pod调度到本节点,尝试调用docker启动容器,并将结果反馈apiserver;
  • 6、apiserver将收到的pod状态信息存入etcd中。
          至此,整个pod创建完毕。

情况二、使用deployment来创建pod:

  • 1、首先,用户使用kubectl create命令或者kubectl apply命令提交了要创建一个deployment资源请求;
  • 2、api-server收到创建资源的请求后,会对客户端操作进行身份认证,在客户端的~/.kube文件夹下,已经设置好了相关的用户认证信息,这样api-server会知道我是哪个用户,并对此用户进行鉴权,当api-server确定客户端的请求合法后,就会接受本次操作,并把相关的信息保存到etcd中,然后返回确认信息给客户端。
  • 3、apiserver开始反馈etcd中过程创建的对象的变化,其他组件使用watch机制跟踪apiserver上的变动。
  • 4、controller-manager组件会监听api-server的信息,controller-manager是有多个类型的,比如Deployment Controller, 它的作用就是负责监听Deployment,此时Deployment Controller发现有新的deployment要创建,那么它就会去创建一个ReplicaSet,一个ReplicaSet的产生,又被另一个叫做ReplicaSet Controller监听到了,紧接着它就会去分析ReplicaSet的语义,它了解到是要依照ReplicaSet的template去创建Pod, 它一看这个Pod并不存在,那么就新建此Pod,当Pod刚被创建时,它的nodeName属性值为空,代表着此Pod未被调度。
  • 5、调度器Scheduler组件开始介入工作,Scheduler也是通过watch机制跟踪apiserver上的变动,发现有未调度的Pod,则根据内部算法、节点资源情况,pod定义的亲和性反亲和性等等,调度器会综合的选出一批候选节点,在候选节点中选择一个最优的节点,然后将pod绑定该该节点,将信息反馈给api-server。
  • 6、kubelet组件布署于Node之上,它也是通过watch机制跟踪apiserver上的变动,监听到有一个Pod应该要被调度到自身所在Node上来,kubelet首先判断本地是否在此Pod,如果不存在,则会进入创建Pod流程,创建Pod有分为几种情况,第一种是容器不需要挂载外部存储,则相当于直接docker run把容器启动,但不会直接挂载docker网络,而是通过CNI调用网络插件配置容器网络,如果需要挂载外部存储,则还要调用CSI来挂载存储。kubelet创建完pod,将信息反馈给api-server,api-servier将pod信息写入etcd。
  • 7、Pod建立成功后,ReplicaSet Controller会对其持续进行关注,如果Pod因意外或被我们手动退出,ReplicaSet Controller会知道,并创建新的Pod,以保持replicas数量期望值。

2.0.pod的存活探针有哪几种

kubernetes可以通过存活探针检查容器是否还在运行,可以为pod中的每个容器单独定义存活探针,kubernetes将定期执行探针,如果探测失败,将杀死容器,并根据restartPolicy策略来决定是否重启容器,kubernetes提供了3种探测容器的存活探针,如下:

  1. httpGet:通过容器的IP、端口、路径发送http 请求,返回200-400范围内的状态码表示成功。
  2. exec:在容器内执行shell命令,根据命令退出状态码是否为0进行判断,0表示健康,非0表示不健康。
  3. TCPSocket:与容器的IP、端口建立TCP Socket链接,能建立则说明探测成功,不能建立则说明探测失败。 

2.1.简述Kubernetes创建一个Pod的主要流程? 

Kubernetes中创建一个Pod涉及多个组件之间联动,主要流程如下:

  1. 客户端提交Pod的配置信息(可以是yaml文件定义的信息)到kube-apiserver。
  2. Apiserver收到指令后,通知给controller-manager创建一个资源对象。
  3. Controller-manager通过api-server将pod的配置信息存储到ETCD数据中心中。
  4. Kube-scheduler检测到pod信息会开始调度预选,会先过滤掉不符合Pod资源配置要求的节点,然后开始调度调优,主要是挑选出更适合运行pod的节点,然后将pod的资源配置单发送到node节点上的kubelet组件上。
  5. Kubelet根据scheduler发来的资源配置单运行pod,运行成功后,将pod的运行信息返回给scheduler,scheduler将返回的pod运行状况的信息存储到etcd数据中心。

2.2.k8s中命名空间的作用

  • namespace是kubernetes系统中的一种非常重要的资源,namespace的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离,或者说是多租户的资源隔离。
  • k8s通过将集群内部的资源分配到不同的namespace中,可以形成逻辑上的隔离,以方便不同的资源进行隔离使用和管理。不同的命名空间可以存在同名的资源,命名空间为资源提供了一个作用域。
  • 可以通过k8s的授权机制,将不同的namespace交给不同的租户进行管理,这样就实现了多租户的资源隔离,还可以结合k8s的资源配额机制,限定不同的租户能占用的资源,例如CPU使用量、内存使用量等等来实现租户可用资源的管理。


 

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