Kubernetes Concepts 概览 #

官方文档： kubernetes.io/docs/concepts/

Kubernetes Concepts 是理解 Kubernetes 系统各组成部分及其抽象模型的核心文档。以下是对全部 13 个概念分类的总结。

分类总览 #

序号	分类	说明	链接	Next
1	Overview	Kubernetes 整体介绍：可移植、可扩展的开源平台	Doc	1. K8s 和 Docker 的关系 2. 声明式 vs 命令式 3. 为什么要用 Pod 而不直接用容器
2	Cluster Architecture	集群架构：控制平面、节点、云控制器等	Doc	Hard Way Setup
3	Containers	容器技术：镜像、运行时、环境变量等	Doc	0. containerD run a pod. 1. 镜像分层结构怎么节省存储 2. CRI 接口为什么解耦运行时 3. init container 和 sidecar 的区别
4	Workloads	工作负载：Pod、Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job	Doc	1. StatefulSet 和 Deployment 本质区别 2. DaemonSet 典型使用场景 3. Pod 的生命周期有哪些状态
5	Services, Load Balancing, and Networking	服务与网络：Service、Ingress、Gateway API、NetworkPolicy	Doc	1. Service 4 种类型怎么选 2. Ingress 和 Gateway API 的区别 3. NetworkPolicy 默认是白名单还是黑名单
6	Storage	存储：Volume、PV、PVC、StorageClass、CSI	Doc	1. PV 和 PVC 的绑定关系 2. StorageClass 怎么实现动态 provisioning 3. CSI 解耦了什么
7	Configuration	配置：ConfigMap、Secret、资源管理	Doc	1. ConfigMap 三种注入方式 2. Secret 存储是否加密 3. requests 和 limits 不一致会怎样
8	Security	安全：RBAC、ServiceAccount、Pod Security、审计	Doc	1. RBAC 的 Role 和 ClusterRole 区别 2. Pod Security 三个级别怎么选 3. 审计日志能记录什么
9	Policies	策略：LimitRange、ResourceQuota、准入控制、ValidatingAdmissionPolicy	Doc	1. LimitRange 和 ResourceQuota 作用范围 2. Mutating 和 Validating Webhook 执行顺序 3. ValidatingAdmissionPolicy 比 Webhook 好在哪
10	Scheduling, Preemption and Eviction	调度与驱逐：优先级、污点容忍、拓扑分布	Doc	1. Filtering 和 Scoring 两阶段做什么 2. Taint 和 Toleration 怎么配合 3. Pod 优先级抢占怎么避免饿死
11	Cluster Administration	集群管理：证书、高可用、节点管理	Doc	1. 控制平面高可用的最低节点数 2. 证书过期了集群会怎样 3. 多集群管理方案有哪些
12	Windows in Kubernetes	Windows 支持：Windows 节点、容器运行时	Doc	1. Windows Pod 网络和 Linux Pod 有什么不同 2. Windows 节点能跑哪些容器镜像 3. 为什么 Windows Pod 不支持 hostNetwork
13	Extending Kubernetes	扩展 Kubernetes：CRD、Operator、聚合 API、Webhook	Doc	1. CRD 和 Operator 的关系 2. Mutating 和 Validating Webhook 哪个先执行 3. 聚合 API Server 解决了什么问题

各分类详解 #

1. Overview #

Kubernetes 是一个可移植、可扩展的开源平台，用于管理容器化工作负载和服务，支持声明式配置和自动化。

2. Cluster Architecture #

Kubernetes 集群由控制平面和工作节点组成：

组件	说明
Control Plane	大脑：API Server、etcd、Scheduler、Controller Manager
Node	执行者：kubelet、kube-proxy、容器运行时
Cloud Controller Manager	云提供商集成接口

3. Containers #

主题	说明
Images	容器镜像：分层文件系统，不可变
Container Runtime	运行时接口（CRI）：containerd、CRI-O
Runtime Class	支持不同运行时（如 Kata Containers）
Environment Variables	容器环境变量配置
Container Lifecycle Hooks	PostStart / PreStop 回调

4. Workloads #

Pod 是 Kubernetes 最小的可部署计算单元。更高层的工作负载资源管理 Pod 的生命周期：

资源	说明
Pod	最小单元，共享网络和存储的一组容器
Deployment + ReplicaSet	无状态应用，Pod 可互换
StatefulSet	有状态应用，每个 Pod 有持久身份和存储
DaemonSet	每个节点运行一个 Pod（如日志收集、网络插件）
Job	运行到完成的任务
CronJob	定时任务，按计划重复执行 Job
PodGroupTemplate	v1.35 alpha：批量/ML 场景的组调度

5. Services, Load Balancing, and Networking #

Kubernetes 网络模型：每个 Pod 有唯一 IP，Pod 间直接通信无需 NAT。

主题	说明
Service	为一组 Pod 提供稳定 IP/域名，负载均衡
Ingress	HTTP/HTTPS 七层路由（URI、域名、路径）
Gateway API	替代 Ingress 的下一代入口 API，支持动态配置
NetworkPolicy	控制 Pod 间流量（L3/L4 级别）
EndpointSlice	Service 后端 Pod 的动态发现
DNS for Services and Pods	集群内 DNS 自动解析
kube-proxy	默认 Service 代理实现

6. Storage #

主题	说明
Volumes	Pod 级临时存储，随 Pod 生命周期
Persistent Volumes (PV)	集群级持久存储资源
Persistent Volume Claims (PVC)	用户对存储的申请
StorageClasses	动态 provisioning 的模板
CSI	容器存储接口标准
Ephemeral Volumes	随 Pod 生命周期的临时卷
Projected Volumes	将多卷投射到同一目录
Volume Snapshots	存储快照与恢复
Volume Populators	数据预填充

7. Configuration #

主题	说明
ConfigMap	非敏感配置注入（环境变量/文件）
Secret	敏感信息（密码、Token、证书）
Resource Management	CPU/Memory 请求与限制
kubeconfig	多集群访问配置文件

8. Security #

主题	说明
RBAC	基于角色的访问控制
ServiceAccount	Pod 内进程的身份
Pod Security Standards	Pod 安全策略（privileged/baseline/restricted）
Pod Security Admission	替代旧版 PSP 的准入控制
Data Encryption at Rest	etcd 数据加密
TLS	控制平面通信加密
Audit Logging	安全审计日志
Multi-tenancy	多租户隔离

9. Policies #

主题	说明
LimitRange	资源分配约束（最小/最大/默认）
ResourceQuota	Namespace 级资源配额
Admission Controllers	内置准入控制插件
ValidatingAdmissionPolicy	CEL 表达式验证策略
Dynamic Admission Control	Webhook 动态准入（Mutating/Validating）

10. Scheduling, Preemption and Eviction #

详见 Scheduler Doc

主题	说明
kube-scheduler	默认调度器（Filtering + Scoring）
Assigning Pods to Nodes	nodeSelector / nodeAffinity / nodeName
Taints and Tolerations	节点排斥/容忍
Pod Topology Spread Constraints	拓扑域均匀分布
Pod Priority and Preemption	优先级抢占
Node-pressure Eviction	节点压力驱逐

11. Cluster Administration #

主题	说明
Certificates	集群证书管理
High Availability	控制平面高可用
Node Management	节点注册与管理
Dual-stack Networking	IPv4/IPv6 双栈

12. Windows in Kubernetes #

Kubernetes 支持运行 Windows 节点，适用于 .NET 应用和 Windows 容器。

13. Extending Kubernetes #

主题	说明
CRD	自定义资源定义
Operator	自定义控制器模式
Aggregated API Server	扩展 API Server
Admission Webhooks	Mutating / Validating Webhook
Device Plugins	GPU/FPGA 等设备接入
Scheduler Framework	调度器插件化扩展

Reference #

Concepts