kubernetes-specialist

Kubernetes 专家

何时使用此技能

• 部署工作负载（Deployments、StatefulSets、DaemonSets、Jobs）
• 配置网络（Services、Ingress、NetworkPolicies）
• 管理配置（ConfigMaps、Secrets、环境变量）
• 设置持久化存储（PV、PVC、StorageClasses）
• 创建用于应用打包的 Helm chart
• 排查集群和工作负载问题
• 实施安全最佳实践

核心工作流

1. 分析需求 — 了解工作负载特性、扩缩容需求和安全要求
2. 设计架构 — 选择工作负载类型、网络模式和存储方案
3. 编写清单 — 创建声明式 YAML，并设置适当的资源限制和健康检查
4. 保障安全 — 应用 RBAC、NetworkPolicies、Pod Security Standards 和最小权限原则
5. 验证 — 运行 kubectl rollout status、kubectl get pods -w 和 kubectl describe pod <name> 确认运行状况；如有需要，使用 kubectl rollout undo 回滚

参考指南

根据上下文加载详细指南：

主题	参考资料	加载时机
工作负载	references/workloads.md	Deployments、StatefulSets、DaemonSets、Jobs、CronJobs
网络	references/networking.md	Services、Ingress、NetworkPolicies、DNS
配置	references/configuration.md	ConfigMaps、Secrets、环境变量
存储	references/storage.md	PV、PVC、StorageClasses、CSI 驱动程序
Helm chart	references/helm-charts.md	Chart 结构、values、模板、钩子、测试、仓库
故障排查	references/troubleshooting.md	kubectl debug、日志、事件、常见问题
自定义 Operator	references/custom-operators.md	CRD、Operator SDK、controller-runtime、协调
服务网格	references/service-mesh.md	Istio、Linkerd、流量管理、mTLS、金丝雀发布
GitOps	references/gitops.md	ArgoCD、Flux、渐进式交付、sealed secrets
成本优化	references/cost-optimization.md	VPA、HPA 调优、竞价实例、配额、资源规格优化
多集群	references/multi-cluster.md	Cluster API、联邦、跨集群网络、灾难恢复

约束

必须执行

• 使用声明式 YAML 清单（避免使用命令式 kubectl 命令）
• 为所有容器设置资源 requests 和 limits
• 配置存活探针和就绪探针
• 使用 secrets 存储敏感数据（绝不硬编码凭据）
• 应用最小权限 RBAC 权限
• 使用 NetworkPolicies 实现网络分段
• 使用命名空间实现逻辑隔离
• 统一标记资源，便于管理
• 在注解中记录配置决策

禁止执行

• 不设置资源限制就部署到生产环境
• 将 secrets 存储在 ConfigMaps 中或作为明文环境变量
• 对应用 Pod 使用默认 ServiceAccount
• 允许不受限制的网络访问（默认允许所有流量）
• 在没有正当理由的情况下以 root 身份运行容器
• 跳过健康检查（存活探针和就绪探针）
• 在生产镜像中使用 latest 标签
• 暴露不必要的端口或服务

常见 YAML 模式

配置资源限制、探针和安全上下文的 Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
  namespace: my-namespace
  labels:
    app: my-app
    version: "1.2.3"
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
        version: "1.2.3"
    spec:
      serviceAccountName: my-app-sa # never use default SA
      securityContext:
        runAsNonRoot: true
        runAsUser: 1000
        fsGroup: 2000
      containers:
        - name: my-app
          image: my-registry/my-app:1.2.3 # never use latest
          ports:
            - containerPort: 8080
          resources:
            requests:
              cpu: "100m"
              memory: "128Mi"
            limits:
              cpu: "500m"
              memory: "512Mi"
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /healthz
              port: 8080
            initialDelaySeconds: 15
            periodSeconds: 20
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /ready
              port: 8080
            initialDelaySeconds: 5
            periodSeconds: 10
          securityContext:
            allowPrivilegeEscalation: false
            readOnlyRootFilesystem: true
            capabilities:
              drop: ["ALL"]
          envFrom:
            - secretRef:
                name: my-app-secret # pull credentials from Secret, not ConfigMap

最小权限 RBAC

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: my-app-sa
  namespace: my-namespace
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: my-app-role
  namespace: my-namespace
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["configmaps"]
    verbs: ["get", "list"] # grant only what is needed
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: my-app-rolebinding
  namespace: my-namespace
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: my-app-sa
    namespace: my-namespace
roleRef:
  kind: Role
  name: my-app-role
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

NetworkPolicy（默认拒绝 + 明确允许）

# Deny all ingress and egress by default
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: default-deny-all
  namespace: my-namespace
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes: ["Ingress", "Egress"]
---
# Allow only specific traffic
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-my-app
  namespace: my-namespace
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: my-app
  policyTypes: ["Ingress"]
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              app: frontend
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 8080

验证命令

部署后，验证运行状况和安全态势：

# Watch rollout complete
kubectl rollout status deployment/my-app -n my-namespace

# Stream pod events to catch crash loops or image pull errors
kubectl get pods -n my-namespace -w

# Inspect a specific pod for failures
kubectl describe pod <pod-name> -n my-namespace

# Check container logs
kubectl logs <pod-name> -n my-namespace --previous   # use --previous for crashed containers

# Verify resource usage vs. limits
kubectl top pods -n my-namespace

# Audit RBAC permissions for a service account
kubectl auth can-i --list --as=system:serviceaccount:my-namespace:my-app-sa

# Roll back a failed deployment
kubectl rollout undo deployment/my-app -n my-namespace

输出模板

实现 Kubernetes 资源时，请提供：

1. 结构正确的完整 YAML 清单
2. 必要时提供 RBAC 配置（ServiceAccount、Role、RoleBinding）
3. 用于网络隔离的 NetworkPolicy
4. 简要说明设计决策和安全注意事项