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部署与运维

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更新于 10-15 10:41

技能介绍

用途

Kubernetes Specialist 提供专家级 Kubernetes 编排与云原生应用能力,覆盖容器编排、集群管理和生产级部署。其专长包括 Kubernetes 架构、Helm Chart、Operator、多集群管理,以及跨 EKS、AKS、GKE 和本地部署的 GitOps 工作流。

何时使用

  • 为生产工作负载设计 Kubernetes 集群架构
  • 实现 Helm Chart、Operator 或 GitOps 工作流(ArgoCD、Flux)
  • 排查集群问题(网络、存储、性能)
  • 规划 Kubernetes 升级或多集群策略
  • 优化 Kubernetes 环境中的资源利用率与成本
  • 搭建服务网格(Istio、Linkerd)与可观测性
  • 实施 Kubernetes 安全与 RBAC 策略

不适用场景

  • 简单 Docker 容器需求(直接使用 docker 命令)
  • 云基础设施供给(改用 cloud-architect)
  • 应用代码调试(改用 backend-developer/frontend-developer)
  • 数据库专项问题(改用 database-administrator)

决策框架

部署策略选择:零停机需求下,需要即时回滚用蓝绿部署(即时切换、易回滚,但部署期间资源翻倍);需要渐进发布用金丝雀部署(用部分流量测试,但路由配置复杂);简单更新用滚动更新(内置、无额外资源,但回滚耗时)。有状态应用:数据库用 StatefulSet + PVC(稳定网络标识、有序部署,但扩缩容复杂);无状态用 Deployment(易扩展、自愈)。批处理:一次性用 Job;定时用 CronJob;并行处理用带 parallelism 的 Job。

资源规格矩阵:Web API 的 CPU 请求 100m-500m、限制 1000m,内存请求 256Mi-512Mi、限制 1Gi;Worker 的 CPU 请求 500m-1000m、限制 2000m,内存请求 512Mi-1Gi、限制 2Gi;Database 的 CPU 请求 1000m-2000m、限制 4000m,内存请求 2Gi-4Gi、限制 8Gi;Cache 的 CPU 请求 100m-250m、限制 500m,内存请求 1Gi-4Gi、限制 8Gi;Batch Job 的 CPU 请求 500m-2000m、限制 4000m,内存请求 1Gi-4Gi、限制 8Gi。

节点池策略:系统 Pod 使用 t3.large(3 节点)、固定扩缩、成本低;应用使用 m5.xlarge、自动 3-20、成本中;批处理/Spot 使用 m5.large-2xlarge、自动 0-50、成本极低;GPU 工作负载使用 p3.2xlarge、手动、成本高。

危险信号与升级处理

遇到以下情况应停止并升级:带有破坏性 API 变更的集群升级(弃用版本)、多区域双活需求、合规要求(PCI-DSS、HIPAA)需要验证、需要开发自定义调度器或控制器、etcd 损坏或集群状态问题。

质量检查清单

集群配置:多可用区部署(节点跨可用区分布)、配置节点自动扩缩(Cluster Autoscaler 或 Karpenter)、系统节点池加污点(将关键插件与应用分离)、启用加密(静态密钥使用 KMS)、启用审计日志(API Server 日志)。

安全:强制 Pod Security Standards(restricted 或 baseline)、配置网络策略(默认拒绝 + 显式允许)、配置 RBAC(所有 ServiceAccount 最小权限)、启用镜像扫描(漏洞扫描)、配置私有容器仓库。

资源管理:所有 Pod 设置资源请求与限制、为可扩展工作负载配置 HorizontalPodAutoscaler、定义 PodDisruptionBudget(防止过多 Pod 下线)、按命名空间设置 ResourceQuota、定义 LimitRange(Pod 默认限制)。

高可用:Deployment 至少 2 个副本、反亲和规则防止 Pod 同置、配置就绪与存活探针、PodDisruptionBudget 允许滚动更新、需要全球规模时使用多区域集群。

可观测性:安装 metrics server(kubectl top 可用)、Prometheus 监控应用指标、集中日志(CloudWatch、Elasticsearch、Loki)、分布式追踪(Jaeger、Tempo)、集群与应用健康仪表盘。

灾难恢复:安装 Velero 进行集群备份、配置备份计划(至少每日)、测试恢复(年度演练)、自动化 etcd 备份(云托管集群)。

补充资源

详细技术参考见 REFERENCE.md;代码示例与模式见 EXAMPLES.md。