3.9 KiB
13.4 高级特性
掌握了 Kubernetes 的核心概念 (Pod，Service，Deployment) 后，我们需要了解更多高级特性以构建生产级应用。
13.4.1 Helm - 包管理工具
Helm 被称为 Kubernetes 的包管理器 (类似于 Linux 的 apt/yum)。它将一组 Kubernetes 资源定义文件打包为一个 Chart。
- 安装应用：
helm install my-release bitnami/mysql - 版本管理：轻松回滚应用的发布版本。
- 模板化：支持复杂的应用部署逻辑配置。
13.4.2 Gateway API 与 Ingress
Service 虽然提供了负载均衡，但通常是 4 层 (TCP/UDP)。集群需要 7 层 (HTTP/HTTPS) 路由能力来充当网关。
Gateway API（推荐）
重要：Kubernetes 社区推荐使用 Gateway API 作为新一代流量管理标准。原
kubernetes/ingress-nginx项目已于 2026 年 3 月退役停止维护，不再接收安全更新。
Gateway API 基于 CRD 实现，提供了比 Ingress 更强大和标准化的流量管理能力：
- GatewayClass：定义网关实现（类似 IngressClass）。
- Gateway：定义监听端口和协议（由基础设施团队管理）。
- HTTPRoute：定义 HTTP 路由规则（由应用团队管理）。
- 职责分离：基础设施、集群运维和应用开发者各管各的资源。
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
name: my-route
spec:
parentRefs:
- name: my-gateway
hostnames:
- "api.example.com"
rules:
- matches:
- path:
type: PathPrefix
value: /api
backendRefs:
- name: api-svc
port: 80
常见的 Gateway API 实现有 Envoy Gateway、Istio、Cilium、Traefik、Kong 等。
Ingress（传统方案）
Ingress 资源仍可正常使用，但建议新项目直接采用 Gateway API。已有 Ingress 配置可按需逐步迁移。
- 域名路由：基于 Host 将请求转发不同服务。
- 路径路由：基于 Path 将请求转发。
- SSL/TLS：集中管理证书。
13.4.3 Persistent Volume 与 StorageClass
容器内的文件是临时的。对于有状态应用 (如数据库)，需要持久化存储。
- PVC (Persistent Volume Claim)：用户申请存储的声明。
- PV (Persistent Volume)：实际的存储资源 (NFS，AWS EBS，Ceph 等)。
- StorageClass：定义存储类，支持动态创建 PV。
13.4.4 Horizontal Pod Autoscaling
HPA 根据 CPU 利用率或其他指标 (如内存、自定义指标) 自动扩缩 Deployment 或 ReplicaSet 中的 Pod 数量。
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: php-apache
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
name: php-apache
minReplicas: 1
maxReplicas: 10
metrics:
- type: Resource
resource:
name: cpu
target:
type: Utilization
averageUtilization: 50
13.4.5 ConfigMap 与 Secret
- ConfigMap：存储非机密的配置数据 (配置文件、环境变量)。
- Secret：存储机密数据 (密码、Token、证书)，在 Etcd 中加密存储。
通过将配置与镜像分离，保证了容器的可移植性。
13.4.6 Pod Security Standards
注意：PodSecurityPolicy (PSP) 已在 Kubernetes 1.25 中完全移除。
Kubernetes 使用 Pod Security Standards 定义三个安全级别，通过内置的 Pod Security Admission 控制器在命名空间级别执行：
- Privileged：不受限制，适用于系统级和基础设施工作负载。
- Baseline：防止已知的权限提升，适用于大多数工作负载。
- Restricted：严格限制，遵循 Pod 安全加固最佳实践。
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: my-app
labels:
pod-security.kubernetes.io/enforce: baseline
pod-security.kubernetes.io/warn: restricted