一、标签 Label

1. 概念

标签是附加在 K8s 资源（Pod、Deployment、Service 等）上键值对元数据。

• 作用：资源分组筛选，控制器依靠标签选择器关联管理 Pod
• 控制器工作原理：控制器selector标签选择器 → 匹配 Pod 标签 → 管理匹配到的 Pod

类比：标签 = 身份证，选择器 = 寻人启事。

2. 标签语法规范

• 字符：大小写字母、数字、-_.
• key 最大 253 字符，value 最大 63 字符
• 不能以特殊符号开头，不能带空格

3. 官方标准标签（app.kubernetes.io/*）

labels:
  app.kubernetes.io/name: "nginx"        #应用名称
  app.kubernetes.io/instance: "nginx-01" #实例名称
  app.kubernetes.io/version: "1.27"      #版本
  app.kubernetes.io/component: "web"    #组件类型
  app.kubernetes.io/part-of: "shop"      #所属上层应用
  app.kubernetes.io/managed-by: "helm"   #管理工具

4. 标签常用命令

#创建pod带标签
kubectl run nginx --image=nginx --labels="app=nginx,env=test"

#给已有pod打标签
kubectl label pod nginx env=prod

#覆盖已有标签，必须加--overwrite
kubectl label pod nginx env=dev --overwrite

#删除标签，key后面加"-"
kubectl label pod nginx env-

#查看并显示标签
kubectl get pod --show-labels

5. 标签选择器 Selector

①等式选择器（=、!=），逻辑与（逗号分隔同时满足）

kubectl get pod -l app=nginx,env=prod
kubectl get pod -l env!=test

②集合选择器（in /notin/exists）

#in：值属于集合中任意一个
kubectl get pod -l "env in (dev,test)"
#notin：不在集合
kubectl get pod -l "env notin (prod)"
#exists：标签key存在，不管value
kubectl get pod -l env
#!key：标签key不存在
kubectl get pod -l '!env'

注意：yaml 中控制器spec.selector.matchLabels必须和 pod 模板 labels 完全匹配，否则控制器无法管理 Pod。

---

二、无状态服务 vs 有状态服务

表格

类型	无状态服务 Stateless	有状态服务 Stateful
控制器	Deployment	StatefulSet
Pod 身份	Pod 名称随机，重建身份改变	Pod 固定名称 web‑0/web‑1，重建名称不变
网络标识	PodIP 随机变化	搭配 Headless Service 获取稳定 DNS 域名
存储	重建数据丢失，共享存储 /emptyDir	每个 Pod 独立 PVC，重建挂载原有数据
启停顺序	并行启停无序	有序创建 0→N；缩容逆序 N→0
适用场景	web、nginx、微服务 API	MySQL、Redis 集群、Kafka、Zookeeper

无状态：所有 Pod 完全等价，可以随意销毁重建； 有状态：每个 Pod 有专属身份、专属数据，不能随便乱删乱换。

三、K8s 各类控制器总览

表格

控制器	作用	典型场景
ReplicaSet	保证指定 Pod 副本数；Deployment 底层依赖，一般不直接操作	被 Deployment 调用
Deployment	无状态应用，滚动更新、版本回退、金丝雀发布	web、微服务
StatefulSet	有状态应用，稳定身份、有序更新、独立 PVC	数据库、分布式中间件
DaemonSet	每个（指定）节点运行且只运行 1 个 Pod	日志采集 filebeat、监控 exporter、网络插件 calico
Job	一次性任务，执行完成退出	数据迁移、脚本批处理
CronJob	定时周期任务，基于 Job	定时备份、定时清理日志

自主 Pod：直接 kubectl run /yaml 创建，删除不会自动重建；控制器管理 Pod，故障删除自动重建，维持期望副本。

1.ReplicaSet（副本集）

• apiVersion: apps/v1
• 功能：维持副本数量、故障自愈、扩缩容；Deployment 底层使用，生产不直接写 RS yaml
• 核心字段：replicas期望副本；selector选择器；templatePod 模板

⚠️ selector.matchLabels 必须与 template.metadata.labels 保持一致。

kubectl get rs
kubectl scale rs xxx --replicas=5

四、Deployment 重点（无状态控制器）

1. 层级关系

Deployment → ReplicaSet → Pod Deployment 通过管理 ReplicaSet 间接管理 Pod；每一次版本更新生成新 ReplicaSet，旧 RS 保留用于回退。

2. 核心 yaml 关键字段

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deploy
spec:
  replicas: 3                     #期望副本数
  revisionHistoryLimit: 3        #保留历史RS版本数量，用于回退
  strategy:                       #更新策略
    type: RollingUpdate           #默认滚动更新
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%               #更新期间允许超出replicas最大副本数
      maxUnavailable: 25%         #更新期间允许最大不可用Pod数量
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.27.1

3. 两种更新策略

1. Recreate 重建更新：先全部删除旧 Pod，再创建全部新 Pod。会业务中断，测试环境用
2. RollingUpdate 滚动更新（默认，生产）：逐步替换 Pod，业务不中断
   • maxSurge：最多可以多跑多少 Pod；
   • maxUnavailable：最多允许多少 Pod 不可用。

4. 常用操作命令

#命令创建
kubectl create deployment nginx --image=nginx --replicas=3

#扩缩容
kubectl scale deployment nginx --replicas=5

#修改镜像版本
kubectl set image deployment nginx nginx=nginx:1.27.1

#查看升级历史
kubectl rollout history deployment nginx

#添加版本变更注释
kubectl annotate deployment nginx kubernetes.io/change-cause="更新到nginx1.27.1"

#回退上一个版本
kubectl rollout undo deployment nginx
#回退指定revision版本
kubectl rollout undo deployment nginx --to-revision=1

#查看发布进度
kubectl rollout status deployment nginx

#金丝雀发布：更新镜像并且暂停更新，新旧版本共存，验证新版本
kubectl set image deployment nginx nginx=nginx:1.28 && kubectl rollout pause deployment nginx

#继续完成全量更新
kubectl rollout resume deployment nginx

✨金丝雀发布原理：pause 暂停滚动更新，此时只创建 maxSurge 数量新版本 Pod，旧 Pod 保留；小流量验证新版本，没问题再 resume 全量升级，有问题直接 undo 回滚。

五、StatefulSet 有状态控制器⭐重点

核心特性

1. Pod 固定命名：web-0、web-1、web-2，重建名称不变；
2. 需要搭配Headless Service，给 Pod 提供稳定 DNS 域名；
3. 有序管理：
   • 扩容：序号从小到大 0 →1→2，前一个就绪才创建下一个；
   • 缩容：序号从大到小 2→1→0，先删最大序号；
4. volumeClaimTemplates：模板自动创建独立 PVC，每个 Pod 专属存储，重建数据保留。

更新策略

1. RollingUpdate（默认）
   • 逆序更新：从最大序号往小序号逐个更新；串行，一个就绪再更新下一个
   • 关键字段partition：分区灰度发布
     • partition=N：只更新序号 ≥ N 的 Pod；小于 N 保持旧版本。
     • 示例partition=2：只更新 web‑2、web‑3；web‑0、web‑1 保留旧版本，实现金丝雀。
2. OnDelete：修改 sts 模板不会自动更新 Pod；必须手动删除 Pod，删除后才用新版本重建；适合数据库等极高稳定性场景。

StatefulSet没有 maxSurge/maxUnavailable 参数！

StatefulSet 金丝雀发布步骤

1. 设置 partition，划定更新边界

kubectl patch statefulset mysql -p '{"spec":{"updateStrategy":{"rollingUpdate":{"partition":2}}}}'

2. 更新镜像，触发更新；只有序号≥2 的 Pod 升级新版本
3. 验证新版本业务正常，逐步调小 partition 直到 0 完成全部更新

常用命令

kubectl get sts
#扩容缩容
kubectl scale statefulset mysql --replicas=4
#更新镜像
kubectl set image statefulset mysql mysql=mysql:8.0
#patch局部修改资源，不需要完整yaml
kubectl patch

六、DaemonSet

1. 不需要写replicas副本数；
2. 集群每个符合条件 Node 运行恰好一个 Pod；新增节点自动创建 Pod，节点下线自动销毁 Pod；
3. 可以配合nodeSelector/nodeAffinity，只在部分节点部署（如 GPU 节点）。
4. 典型用途：calico 网络插件、filebeat 日志采集、node‑exporter 监控。

yaml 简要示例

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: filebeat
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: filebeat
  template:
    metadata:
      labels:
        app: filebeat
    spec:
      containers:
      - name: filebeat
        image: filebeat:7.17

七、Job & CronJob（一次性 / 定时任务）

Job：一次性任务

• 用途：批处理、数据迁移，任务完成 Pod 退出（exit0），状态 Succeeded
• Job 下 Pod重启策略只能用：OnFailure / Never，禁止 Always。
• 参数：parallelism并行 Pod 数量；completions需要成功完成次数。

CronJob：定时任务

• 基于 crontab 时间表达式，定时自动创建 Job 对象执行任务；
• 字段：schedule: "0 2 * * *"（每天凌晨两点）；
• 可配置保存成功、失败 Job 历史记录。

八、汇总

1. Deployment 和 StatefulSet 区别

• Deployment：无状态；Pod 名称随机；并行无序启停；滚动更新 maxSurge/maxUnavailable；无专属存储；适合 web 微服务。
• StatefulSet：有状态；Pod 固定序号名称；有序创建逆序删除；逆序串行更新，使用 partition 做灰度；独立 PVC 持久存储；需要 HeadlessService；适合数据库、分布式中间件。

2. StatefulSet partition 作用？如何实现金丝雀？ partition 是更新分区阈值；只更新序号大于等于 partition 的 Pod； 流程：设置 partition → 更新镜像 → 验证高序号新版本 Pod → 逐步降低 partition 直至 0，完成全量更新。
3. Deployment 金丝雀（pause/resume）原理 更新镜像后执行rollout pause暂停滚动；只生成 maxSurge 数量新版本 Pod，旧 Pod 保留；小流量验证，异常直接 undo 回滚；验证没问题rollout resume完成全部滚动更新。
4. DaemonSet 作用，和 Deployment 区别？ DaemonSet 每个节点运行一个 Pod，用于节点级服务（日志、监控、网络插件），不设置 replicas；Deployment 指定副本数，Pod 随机调度到节点。
5. Job 为什么不能用 restartPolicy:Always？ Job 是一次性任务，如果 Always，任务执行完成退出后会无限反复重启 Pod，不符合一次性任务语义。
6. 标签和标签选择器的作用 标签是资源的键值对元数据，用于分类；控制器依靠标签选择器筛选匹配标签的 Pod，实现扩缩容、自愈管理。
7. Replicaset 和 Deployment 关系？ Deployment 底层管理 ReplicaSet；每次版本更新产生新 ReplicaSet；旧 ReplicaSet 保留，用于版本回退；一般不直接操作 ReplicaSet。

九、重要命令汇总

#标签
kubectl label
kubectl get pod -l / --show-labels

#deployment
kubectl scale
kubectl set image
kubectl rollout history / undo / status / pause / resume

#statefulset
kubectl patch
kubectl scale sts

#查看各类控制器
kubectl get deploy,rs,sts,ds,job,cronjob