DevOps 面试题大全（八·上）：云原生 Kubernetes 25 题详解

前言

云原生是构建和运行可扩展应用的方法论，核心包括容器、微服务、服务网格、不可变基础设施。本文整理 50 道云原生面试题。

一、基础概念题（1-15 题）

1. 什么是云原生？

CNCF 定义：利用容器、服务网格、微服务、不可变基础设施、声明式 API 构建弹性应用。

2. 云原生四大支柱

• 容器化 - Docker/Containerd
• 微服务 - 服务拆分
• 服务网格 - Istio/Linkerd
• DevOps - CI/CD 自动化

3. Kubernetes 核心组件

• Control Plane: API Server, etcd, Scheduler, Controller Manager
• Node: Kubelet, Kube-proxy, Container Runtime
• Add-ons: DNS, Dashboard, Network Plugin

4. Pod 概念

K8s 最小调度单元，包含一个或多个容器，共享网络和存储。

5. Controller 类型

• Deployment - 无状态应用
• StatefulSet - 有状态应用
• DaemonSet - 每节点运行
• Job/CronJob - 批处理任务
• ReplicaSet - Pod 副本管理

6. Service 类型

• ClusterIP - 集群内访问（默认）
• NodePort - 节点端口暴露
• LoadBalancer - 云负载均衡
• ExternalName - DNS 别名

7. Ingress 作用

七层负载均衡，HTTP/HTTPS 路由，TLS 终止，基于路径/域名路由。

8. ConfigMap 和 Secret

• ConfigMap - 非敏感配置
• Secret - 敏感数据（base64 编码）
• 使用方式：环境变量、Volume 挂载

9. PV 和 PVC

• PV - 持久化卷（集群资源）
• PVC - 卷声明（命名空间资源）
• StorageClass - 动态供给

10. Helm 包管理

• Chart - 应用包
• Release - 运行实例
• Repository - 仓库
• Values - 配置覆盖

11-15. 更多基础题

二、进阶实战题（16-25 题）

16. Deployment 配置示例

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            memory: "64Mi"
            cpu: "250m"
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "500m"

17. StatefulSet 配置

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: mysql
  replicas: 3
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 10Gi

18. Service 配置

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

19. Ingress 配置

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: web-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /api
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: api-service
            port:
              number: 80

20. Helm Chart 结构

chart/
├── Chart.yaml          # 图表元数据
├── values.yaml         # 默认配置
├── charts/             # 子图表依赖
├── templates/          # K8s 资源模板
│   ├── deployment.yaml
│   ├── service.yaml
│   └── _helpers.tpl
└── README.md

21. 网络策略

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: deny-all
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress

22. RBAC 权限控制

• Role/ClusterRole - 权限定义
• RoleBinding/ClusterRoleBinding - 权限绑定
• ServiceAccount - 服务账户

23. 资源配额

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-quota
spec:
  hard:
    requests.cpu: "10"
    requests.memory: 20Gi
    limits.cpu: "20"
    limits.memory: 40Gi

24. 自动扩缩容

• HPA - 水平 Pod 扩缩容
• VPA - 垂直 Pod 扩缩容
• Cluster Autoscaler - 节点扩缩容

25. 服务网格概念

Istio/Linkerd 提供服务发现、负载均衡、熔断、限流、可观测性等功能。

下篇预告：26-50 题，涵盖高级架构、故障排查、最佳实践等

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