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Kubernetes云计算面试题一

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发表于 2024-1-13 11:59:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.1 Kubernetes云计算面试题一

1) 云计算技术分类?


云计算是指通过互联网提供的一种计算资源的共享方式,主要包括以下三个层次的技术分类:


基础设施即服务(IaaS,Infrastructure as a Service):提供虚拟化的计算资源、存储资源和网络资源,用户可以自己配置操作系统、应用程序等,具有最高的自定义性和灵活性。


平台即服务(PaaS,Platform as a Service):除了提供基础设施服务之外,还提供运行在云平台上的中间件、开发工具、数据库等服务,用户可以直接在云平台上开发、测试和部署自己的应用程序。


软件即服务(SaaS,Software as a Service):将应用程序作为一个服务直接提供给用户,用户不需要管理软件的安装、配置和维护等操作,只需通过互联网使用应用程序即可,如Google Docs、Salesforce等。


2) 云计算技术概念?

云计算是一种通过互联网提供计算资源和服务的模式,它是一种基于互联网的计算方式,可以在不同的设备上共享和利用数据和软件。在云计算中,计算资源(例如处理器、内存、存储、网络等)可以被动态地分配和调整,以满足用户的需求,并按照使用量进行计费。


3) ETCD概念及其特点?

Etcd 是一个分布式键值存储系统,通常用于配置共享和服务发现。它由 CoreOS 开发,采用 Go 语言编写,可以轻松地在多个主机之间共享数据。
支持多个节点之间的数据同步和复制,保证数据的高可用性和可靠性。Etcd 使用 Raft 算法来实现一致性,确保多个节点之间的数据一致性,避免了分布式系统中常见的脑裂和数据丢失问题。


Etcd 是一个高可用、高性能、一致性保证的分布式键值存储系统,可以为分布式系统中的服务发现、配置共享、分布式锁等提供可靠的基础设施。


4) ETCD适应的场景?

服务发现:在微服务架构中,服务发现是非常重要的一环。Etcd 可以用于存储服务的地址和其他元数据,以便于服务之间的通信和调用。


配置共享:Etcd 可以用于存储应用程序的配置信息,以便于多个应用程序共享和更新,避免了配置信息的重复编写和维护。


分布式锁:Etcd 可以用于实现分布式锁,以确保多个节点之间的资源访问的互斥性和一致性,避免了因为资源竞争而导致的数据不一致问题。


负载均衡:Etcd 可以用于存储后端服务器的地址和状态信息,以便于负载均衡器进行请求转发和故障检测。


分布式任务调度:Etcd 可以用于存储任务的调度信息,以便于多个节点之间协调任务的执行顺序和时间。


5) ETCD分布式数据同步机制?

Etcd通过Raft协议实现分布式数据同步机制。Raft是一种分布式一致性算法,它的主要目的是确保在集群中所有节点之间达成一致性,从而保证数据的正确性和可靠性。etcd使用Raft协议来保证数据的一致性和可靠性。


在etcd集群中,每个节点都存储着相同的数据副本,每次数据的修改都需要经过Raft算法的一系列阶段,最终确定一个Leader节点来完成数据的更新和同步。如果Leader节点失效,则通过Raft协议重新选举一个新的Leader节点来保证集群的可用性和一致性。


6) 什么是Kubernetes云计算?

Kubernetes是一个用于自动化容器化应用程序部署、扩展和管理的开源平台,它可以在云计算环境中使用。它最初是由Google开发的,现在由Cloud Native Computing Foundatio(CNCF) 管理。


K8S提供了一种可扩展的平台,使应用程序可以以容器的形式运行,并动态地调度和管理它们的资源。Kubernetes可以自动化应用程序的部署、水平扩展、故障恢复和滚动升级等任务。同时,它还提供了丰富的API和工具,以便用户可以更轻松地管理他们的应用程序和资源。


7) Docker虚拟化和Kubernetes区别?

Docker和Kubernetes是两个不同的技术,它们在解决的问题、使用场景和应用方式上都有所不同。
Docker是一种虚拟化技术,它允许将应用程序和它们的依赖项打包到一个称为容器的独立运行环境中,从而实现轻量化和可移植的应用程序部署。Docker虚拟化技术主要解决的是应用程序部署和运行的问题,使得应用程序可以在不同的环境中运行,而无需考虑底层的操作系统和硬件环境。


Kubernetes则是一个用于自动化容器化应用程序部署、扩展和管理的开源平台,它可以在云计算环境中使用。Kubernetes解决的是分布式系统的管理和扩展问题,它可以自动化应用程序的部署、水平扩展、故障恢复和滚动升级等任务。Kubernetes提供了丰富的API和工具,以便用户可以更轻松地管理他们的应用程序和资源。


Docker和Kubernetes都是针对容器化应用程序的技术,但是它们的应用场景和解决问题的重点不同。Docker更侧重于应用程序部署和运行,而Kubernetes更侧重于分布式系统的管理和扩展。通常Kubernetes会使用Docker来实现容器化应用程序的打包和运行,从而提供更高效、可靠和可扩展的应用程序管理和部署环境。


8) 剖析kubeadm、Kubectl、Kubelet概念?

kubeadm是Kubernetes集群的初始化工具,它可以帮助用户快速地部署一个最小化的Kubernetes集群。kubeadm可以在物理机或虚拟机上安装和配置Kubernetes组件,如API Server、etcd、Controller Manager、Scheduler等。使用kubeadm可以大大简化Kubernetes集群的部署和管理。


kubectl是Kubernetes命令行工具,它用于管理和控制Kubernetes集群。kubectl提供了一组命令,用于创建、管理、监控和调试Kubernetes中的各种资源,如Pod、Service、Deployment等。kubectl还可以与Kubernetes API Server进行交互,从而实现集群的管理和控制。


kubelet是Kubernetes节点上的代理程序,它运行在每个节点上,负责管理节点上的容器。kubelet会从Kubernetes API Server中获取Pod的定义,并确保这些Pod在节点上运行。kubelet还会监控Pod的状态,如果发现Pod异常或终止,则会尝试自动重启或进行故障转移。


9) Kubernetes常见的部署方式?

单节点部署:单节点部署是最简单的部署方式,它可以在单个节点上运行所有Kubernetes组件,包括API Server、etcd、Controller Manager和Scheduler等。单节点部署适用于测试和学习,但不适用于生产环境。


多节点部署:多节点部署是在多个物理机或虚拟机上分布式运行Kubernetes集群。在多节点部署中,每个节点都可以运行Kubernetes组件和容器,从而实现容器化应用程序的管理和部署。


容器化部署:在容器化部署中,Kubernetes组件和容器都运行在容器中,可以使用Docker等容器化技术进行部署和管理。容器化部署可以提高Kubernetes集群的可移植性和可扩展性,从而更容易进行部署和管理。


云原生部署:在云原生部署中,Kubernetes集群部署在云服务提供商的平台上,如AWS、Google Cloud、Azure等。这种部署方式可以提供更多的服务和工具,如自动伸缩、负载均衡和自动备份等,以及更好的可用性和可靠性。


10) Kubernetes如何实现集群管理?

API Server:Kubernetes API Server是整个Kubernetes集群的核心组件,它提供了Kubernetes资源对象的访问接口。使用API Server,管理员和应用程序可以管理和控制Kubernetes中的各种资源,如Pod、Service、ReplicatioController等。


etcd:etcd是Kubernetes集群的数据存储组件,它用于存储集群中的所有资源对象和配置信息。etcd使用分布式存储技术,可以实现高可用性和容错性,保证Kubernetes集群的稳定和可靠性。


控制器:控制器是Kubernetes集群的管理组件,它负责监控集群中的各种资源对象,并确保它们按照用户的期望进行部署和管理。Kubernetes中有很多控制器,如ReplicaSet、Deployment、StatefulSet等,它们可以自动化管理和维护Pod和应用程序的状态,保证它们始终保持在期望的状态下运行。


调度器:Kubernetes调度器负责将Pod分配到合适的节点上运行,以便实现最佳的资源利用和性能。调度器会根据Pod的资源需求和限制,以及节点的资源使用情况和负载情况,选择最佳的节点进行调度和分配。


网络:Kubernetes中的网络组件负责管理和连接容器和节点之间的网络,以便实现容器之间的通信和访问。Kubernetes中的网络模型是基于IP的,使用网络插件和网络策略来实现容器网络的管理和控制。


11) kube-proxy IPVS原理?

kube-proxy是Kubernetes集群中的一个组件,它负责实现Service对象的负载均衡功能,将请求转发到后端Pod上。kube-proxy支持多种负载均衡模式,包括iptables模式和IPVS模式。在IPVS模式下,kube-proxy使用IPVS实现负载均衡功能,以下是IPVS的原理:


IPVS(IP Virtual Server)是Linux内核的一个模块,它可以实现基于IP地址和端口的负载均衡功能。IPVS工作在内核空间中,可以实现高性能和高可靠性的负载均衡。


在Kubernetes中,当Service对象的类型为LoadBalancer或者ClusterIP时,kube-proxy会使用IPVS来实现负载均衡。具体的实现过程如下:
kube-proxy会在本地的IPVS表中创建一个服务条目,其中包括Service的IP地址和端口号。
当请求到达kube-proxy时,kube-proxy会根据Service的IP地址和端口号,在IPVS表中查找对应的服务条目。


如果找到了对应的服务条目,kube-proxy会根据负载均衡算法(如轮询、源地址哈希等)选择一个后端Pod,并将请求转发到该Pod上。


如果IPVS表中没有找到对应的服务条目,kube-proxy会将请求转发到Service的后端所有Pod中的一个,同时会创建一个新的服务条目,并将请求转发到该条目对应的Pod上。
当Pod的状态发生变化(如Pod被删除或者新增)时,kube-proxy会重新生成IPVS表,并更新对应的服务条目,以保证负载均衡的正确性。


12) kube-proxy采用的IPVS和Iptables的区别?

IPVS模式比iptables模式更高效、更快速、支持更多的负载均衡算法,并且具有更好的容错性。因此,在Kubernetes集群中,建议使用IPVS模式来实现负载均衡功能。
kube-proxy是Kubernetes集群中的一个组件,它负责实现Service对象的负载均衡功能,将请求转发到后端Pod上。kube-proxy支持多种负载均衡模式,包括iptables模式和IPVS模式。


iptables模式:kube-proxy使用iptables规则实现负载均衡功能。它会在每个节点上创建一组iptables规则,将请求转发到后端Pod上。IPVS模式比iptables模式更高效和更快速。iptables是在用户空间中实现的,性能相对较低。


IPVS模式:kube-proxy使用IPVS实现负载均衡功能。它会在每个节点上创建一个IPVS表,将请求转发到后端Pod上。IPVS是在内核空间中实现的,可以提供更好的性能和更高的吞吐量。


13) Kubernetes中什么是静态Pod?

在Kubernetes中,静态Pod是一种不依赖于Kubernetes API Server的Pod,可以由kubelet直接管理和调度。相比之下,通常情况下创建的Pod是动态的,需要通过API Server进行创建和管理。


静态Pod的缺点是它们不支持Kubernetes的高级功能,比如自动伸缩、自动恢复等,也不能与其他Kubernetes对象(比如Service和Deployment)进行关联和管理。因此,静态Pod主要适用于一些简单的、独立的服务或工具,而不适合于复杂的应用程序。


14) Kubernetes中Pod有哪些状态?

Pending:表示Pod正在被调度到某个节点上。在此状态下,Kubernetes会等待节点上的kubelet运行Pod容器。如果节点上没有足够的资源(比如CPU、内存、存储等)来调度Pod,那么Pod就会一直停留在Pending状态。


Running:表示Pod中的容器已经被成功地创建并且正在运行中。此时,kubelet会定期监控容器的运行状态和资源使用情况。
Succeeded:表示Pod中的所有容器已经成功地完成了它们的任务并已经退出。这个状态通常用于一次性任务,比如批处理作业。


Failed:表示Pod中的至少一个容器已经失败并且退出。这个状态通常表示Pod中的应用程序遇到了问题或者容器的配置有误。
Unknown:表示kubelet不能确定Pod的当前状态。这个状态通常是因为kubelet无法与API Server通信或者没有收到来自API Server的响应。
这些状态可以通过kubectl命令或者Kubernetes Dashboard查看,帮助用户了解Pod的状态和问题,进而进行问题排查和故障恢复。


15) Kubernetes创建一个Pod容器的流程?

在Kubernetes中,创建一个Pod容器的流程通常涉及以下步骤:
编写Pod清单文件:使用YAML或JSON格式编写一个Pod清单文件,指定Pod中的容器镜像、端口、卷、环境变量等相关配置。
提交Pod清单文件:使用kubectl命令提交Pod清单文件到Kubernetes API Server中。API Server会验证Pod清单文件的格式和内容,并生成一个唯一的Pod ID。
调度Pod到节点:Scheduler组件会根据Pod的资源需求和调度策略,选择一个最优的节点,并将Pod的清单文件发送给对应节点的kubelet。


kubelet创建Pod容器:kubelet会根据Pod的清单文件,创建对应的容器。在此过程中,kubelet会将Pod的清单文件解析为一个或多个容器的配置信息,并使用容器运行时(如Docker或CRI-O)来创建容器。


容器准备就绪:kubelet会检查容器的状态,直到容器准备就绪。此时,容器已经被创建并且正在运行中。
更新Pod状态:kubelet会将Pod的状态更新到API Server中,标记为“Running”状态。


监控和调整容器状态:kubelet会定期监控容器的状态和资源使用情况,如果发现容器异常或者资源使用超出限制,kubelet会进行调整和恢复。


16) Kubernetes中Pod的重启策略?

在Kubernetes中,可以通过定义Pod的重启策略来控制Pod的重启行为。Pod的重启策略有以下三种:


Always:Pod一旦终止,就立即重启。这是默认的重启策略。
OnFailure:只有在Pod因为错误而终止时才重启。
Never:Pod终止时不重启。需要手动重启。


17) Kubernetes的优势、适应场景及其特点?

Kubernetes 是一个用于容器编排和管理的开源平台,它的优势和适应场景如下:


高度可扩展性:Kubernetes 可以在不影响应用程序的情况下自动进行容器的部署、扩展和管理,这样可以提高应用程序的可用性和可扩展性。


灵活的部署选项:Kubernetes 支持多种部署选项,包括单节点、多节点和混合云环境。这些选项可以根据应用程序的需求进行定制化。


自动化:Kubernetes 可以自动管理容器的部署、扩展、升级和故障转移,这样可以减少人工干预,提高应用程序的可靠性和可用性。


多样化的容器支持:Kubernetes 支持多种容器技术,包括 Docker、rkt、CRI-O 等,这样可以让开发者选择自己喜欢的技术。


多云支持:Kubernetes 可以在多个云平台上运行,包括 AWS、Azure、Google Cloud 等,这样可以让开发者在不同的云环境中使用相同的工具和技术。


灵活的服务发现和负载均衡:Kubernetes 支持多种服务发现和负载均衡的方式,包括 DNS、IPVS 等,这样可以让应用程序在多个节点上运行时自动发现和负载均衡。
安全性:Kubernetes 提供多层安全机制,包括网络安全、访问控制、密钥管理等,可以保证应用程序的安全性。


18) Kubernetes组件有哪些?

Kubernetes是一个开源的容器编排平台,它由多个组件组成。以下是Kubernetes的主要组件:


kube-apiserver:Kubernetes API Server,是Kubernetes系统中的控制中心。它负责验证和处理API请求,以及管理Kubernetes集群状态的存储。
etcd:是一个高可用的分布式键值存储,用于存储Kubernetes集群的配置数据和状态信息。


kube-scheduler:是Kubernetes的调度器组件,负责将容器调度到适合它们的节点上,以便在整个集群中实现最优的资源利用。
kube-controller-manager:是Kubernetes的控制器管理器组件,它运行多个控制器,以确保集群的状态与用户所定义的期望状态一致。控制器管理器包括节点控制器、副本控制器、服务控制器等。


kubelet:是每个节点上的主要代理组件,负责管理节点上的容器和它们的生命周期,同时与kube-apiserver进行通信以获取指令和更新状态。


kube-proxy:是负责Kubernetes服务发现和负载均衡的代理组件,可以在每个节点上运行一个或多个实例。
Container Runtime:Kubernetes支持多种容器运行时,包括Docker、containerd、CRI-O等。


19) Kubernetes RC的机制?

Kubernetes ReplicatioController是Kubernetes中的一个核心组件,支持定义副本数,监视Pod状态,修复失效的Pod,控制Pod版本等,用于保证Pod数量的高可用性和自动修复,支持版本控制和协同工作,并可以与其他Kubernetes组件集成使用,从而为Kubernetes集群提供强大的功能。


20) Kubernetes Apiserver的用途?

Kubernetes Apiserver是Kubernetes集群中最核心的组件之一,它为整个系统提供了一致的API服务端点,并负责集群状态的管理、API请求的处理、身份验证和授权等重要功能。




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 楼主| 发表于 2024-1-13 12:11:38 | 显示全部楼层

论坛不能没有像楼主这样的人才啊!我会一直支持京峰教育学习网
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