Kubernetes资源管理详解

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全面介绍Kubernetes声明式YAML管理、kubectl常用命令和Namespace隔离机制

声明式YAML管理 📄

YAML文件基本结构

YAML文件主要包含四个部分：

  1. apiVersion：指定API版本
  2. kind：资源类型（如Deployment、Service、Pod等）
  3. metadata：元数据（名称、命名空间、标签等）
  4. spec：资源规格配置

YAML语法规则

  • 大小写敏感 ⚠️
  • 使用缩进表示层级关系，不支持Tab键
  • 缩进空格数目不重要，相同层级左对齐即可
  • 使用#号表示注释 💬
  • 符号字符后缩进一个空格（冒号、逗号、横杠等）

声明式管理命令

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kubectl create -f XXXX.YAML  # 从YAML文件创建资源
kubectl apply -f XXXX.YAML  # 应用配置变更，支持更新
kubectl delete -f XXXX.YAML  # 根据YAML文件删除资源

kubectl常用命令 ⚡

基础命令

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kubectl get pod  # 列出所有Pod
kubectl get pod -n NAMESPACE  # 列出指定命名空间的Pod
kubectl get pod -o wide  # 显示详细信息包括IP和节点
kubectl get all  # 列出所有资源
kubectl describe pod POD-NAME  # 显示Pod详细信息
kubectl logs POD-NAME  # 查看Pod日志
kubectl logs -f POD-NAME  # 实时跟踪日志输出

资源管理命令

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kubectl create -f YAML-FILE  # 从文件创建资源
kubectl apply -f YAML-FILE  # 应用配置变更
kubectl delete -f YAML-FILE  # 删除文件中定义的资源
kubectl edit RESOURCE-TYPE RESOURCE-NAME  # 编辑资源配置
kubectl scale deployment DEPLOY-NAME --replicas=3  # 扩缩容到3个副本

部署管理命令

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kubectl rollout status deployment/DEPLOY-NAME  # 查看部署状态
kubectl rollout history deployment/DEPLOY-NAME  # 查看部署历史
kubectl rollout undo deployment/DEPLOY-NAME  # 回滚到上一版本
kubectl set image deployment/DEPLOY-NAME CONTAINER-NAME=IMAGE:TAG  # 更新容器镜像

故障排查命令

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kubectl exec -it POD-NAME -- bash  # 进入容器交互式shell
kubectl cp LOCAL-FILE POD-NAME:/path  # 在本地和容器间复制文件
kubectl top pod  # 查看Pod资源使用情况
kubectl top nodes  # 查看节点资源使用情况

Namespace隔离 🏗️

Namespace概念

Namespace是K8s中用于隔离和组织资源的机制，将物理集群划分为多个逻辑部分，每个部分有自己的一组资源 🔄

默认Namespace

  • default：所有未指定Namespace的对象默认分配
  • kube-system：K8s系统创建的资源 🖥️
  • kube-public：可被所有人访问的资源 🌐
  • kube-node-lease：节点心跳维护 💓

Namespace管理命令

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kubectl create namespace NAMESPACE-NAME  # 创建命名空间
kubectl get namespace  # 列出所有命名空间
kubectl get ns  # 列出命名空间的简写形式
kubectl delete namespace NAMESPACE-NAME  # 删除命名空间
kubectl config set-context --current --namespace=NAMESPACE-NAME  # 设置当前上下文的默认命名空间

Namespace隔离特性

  1. 资源对象隔离：Service、Deployment、Pod等资源在不同Namespace中相互隔离 📦
  2. 资源配额隔离：可以限制不同Namespace的CPU、内存使用量 📊
  3. 权限控制：通过RBAC对不同Namespace进行权限管理 🔐
  4. 网络隔离：默认情况下不同Namespace的Pod可以互相访问，可通过NetworkPolicy实现网络隔离 🌐

网络隔离配置

通过NetworkPolicy实现Namespace间网络隔离：

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: deny-all # 拒绝所有网络流量
  namespace: target-ns # 应用到目标命名空间
spec:
  podSelector: {} # 选择所有Pod
  policyTypes:
    - Ingress # 入站流量
    - Egress # 出站流量
  ingress: [] # 空数组表示拒绝所有入站流量
  egress: [] # 空数组表示拒绝所有出站流量

资源配额管理

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apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: resource-quota # 配额名称
  namespace: prod # 应用到生产环境命名空间
spec:
  hard: # 硬性限制
    requests.cpu: "1" # CPU请求总量不超过1核
    requests.memory: "1Gi" # 内存请求总量不超过1GB
    limits.cpu: "2" # CPU限制总量不超过2核
    limits.memory: "4Gi" # 内存限制总量不超过4GB
    pods: "10" # Pod数量不超过10个

实际应用场景

  1. 按环境划分：dev、test、prod 🌍
  2. 按团队划分：不同团队使用不同Namespace 👥
  3. 按项目划分：每个项目独立Namespace 📁
  4. 多租户隔离：实现资源隔离和权限控制 🏢