云原生面试题
1. Docker 与虚拟机的区别
【题目】
Docker 是什么？它与虚拟机的区别是什么？
【参考答案】
Docker 是一种开源的容器化平台，通过容器打包和运行应用。
| 特性 | Docker 容器 | 虚拟机 |
|---|---|---|
| 内核 | 共享宿主机内核 | 独立内核（每个 VM 有自己的 OS） |
| 启动时间 | 秒级 | 分钟级 |
| 资源占用 | 轻量（MB 级） | 重量（GB 级） |
| 隔离级别 | 进程级隔离（namespace） | 硬件级隔离 |
| 性能损耗 | 几乎无 | 有一定损耗（硬件虚拟化） |
本质区别：容器是进程隔离，虚拟机是操作系统隔离。
【延伸追问】
- 容器安全隔离性是否足够？（Docker 的 namespace 隔离与 VM 的硬件隔离差距）
- 什么是 Kata Containers / gVisor？它们如何提升容器安全性？ 【易错坑点】
- 容器不是轻量级虚拟机，两者架构完全不同
- 由于共享内核，Linux 容器不能运行 Windows 应用（反之亦然）
2. Dockerfile 与镜像分层
【题目】
什么是 Dockerfile？镜像和容器的区别是什么？
【参考答案】
Dockerfile 是定义 Docker 镜像构建过程的文本文件，包含一系列指令。
镜像 vs 容器：
| 概念 | 类比 | 说明 |
|---|---|---|
| Docker 镜像 | 类/模板 | 应用 + 依赖的只读静态快照 |
| Docker 容器 | 实例/对象 | 镜像运行后的可写实例 |
镜像分层原理：
基础镜像（Ubuntu/CentOS）
→ 安装依赖层（apt install）
→ 应用代码层（COPY . /app）
→ 启动命令层（CMD/ENTRYPOINT）
→ 容器运行时在最上层添加**可写层**
分层优势：
- 复用：相同层可缓存共享，节省空间
- 增量：只需传输变更层，加速部署 【延伸追问】
- 如何通过多阶段构建减小镜像体积？
- 镜像层的缓存失效机制是怎样的？ 【易错坑点】
- Dockerfile 每条指令创建一个层，过多层会导致镜像臃肿
COPY和ADD指令会检查文件变化，文件变化导致后续所有缓存失效
3. Kubernetes 核心组件
【题目】
Kubernetes 的核心组件和作用？
【参考答案】
控制平面（Control Plane）：
| 组件 | 作用 | 面试价值 |
|---|---|---|
| kube-apiserver | 所有组件通信入口，提供 REST API | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| kube-controller-manager | 运行控制器（Deployment、Node 等控制器） | ⭐⭐⭐⭐ |
| kube-scheduler | 将 Pod 调度到合适的 Node | ⭐⭐⭐⭐ |
| etcd | 分布式键值存储，保存集群所有状态 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
工作节点（Worker Node）：
| 组件 | 作用 |
|---|---|
| kubelet | 节点代理，管理 Pod 和容器生命周期 |
| kube-proxy | 网络代理，维护 Service 负载均衡规则 |
| 容器运行时 | containerd / CRI-O |
关键面试点：
- API Server 是 stateless 的，所有状态存 etcd
- 控制平面组件通常以静态 Pod 方式运行 【延伸追问】
- 如果 etcd 挂了，K8s 集群还能正常工作吗？
- kube-scheduler 的调度流程是怎样的？ 【易错坑点】
- API Server 是唯一与 etcd 通信的组件，其他组件都通过 API Server
- kubelet 不是 K8s 原生组件，它是节点的 agent
4. Pod 与 Deployment
【题目】
什么是 Pod？什么是 Deployment？
【参考答案】
Pod：Kubernetes 中最小的部署单元，封装一个或多个容器。
- 同 Pod 容器共享网络命名空间（同一 IP）
- Pod 是临时的，重建后 IP 会变化 Deployment：声明式管理 Pod 副本数、滚动更新和回滚。
- ReplicaSet 确保指定数量的 Pod 运行
- 滚动更新策略：
maxSurge（超量数）、maxUnavailable（不可用数） - 支持回滚到历史版本 Deployment vs StatefulSet： | 特性 | Deployment | StatefulSet | |------|-----------|-------------| | Pod 名称 | 随机后缀 | 有序编号（0, 1, 2…） | | 网络标识 | 随机 IP | 稳定 DNS 名称 | | 存储 | 共享卷 | 每个 Pod 独立 PVC | | 启动顺序 | 并行 | 顺序启动 | 【延伸追问】
- Deployment 的滚动更新策略如何影响发布过程？
- 什么场景下必须使用 StatefulSet 而不是 Deployment？ 【易错坑点】
- Deployment 直接管理的是 ReplicaSet，不是直接管理 Pod
- StatefulSet 删除后 Pod 不会自动清理，需要手动操作
5. Service 类型
【题目】
Kubernetes Service 有哪些类型？各有什么作用？
【参考答案】
| 类型 | 访问范围 | 原理 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| ClusterIP | 集群内部 | 虚拟 IP + kube-proxy DNAT | 内部服务互调 |
| NodePort | 集群外部 | 每节点开端口 → ClusterIP → Pod | 测试/简单暴露 |
| LoadBalancer | 公网 | 云厂商 LB → NodePort → ClusterIP → Pod | 对外服务 |
| ExternalName | DNS 别名 | CoreDNS 返回 CNAME，无流量转发 | 对接外部服务 |
包含关系：LoadBalancer 包含 NodePort 包含 ClusterIP
【延伸追问】
- ClusterIP 是虚拟 IP，ping 不通是正常现象还是异常？
- Headless Service（ClusterIP: None）的作用是什么？ 【易错坑点】
- Service 没有进程，不处理流量，它只是 kube-proxy 生成规则的描述
- NodePort 端口范围固定 30000-32767，不能自定义
6. Ingress
【题目】
什么是 Ingress？
【参考答案】
Ingress 是 Kubernetes 的 七层 HTTP/HTTPS 路由资源，将外部流量按域名/路径分发到不同的 Service。
与 Service 的区别：
| 特性 | Service | Ingress |
|---|---|---|
| 层级 | 四层（TCP/UDP） | 七层（HTTP/HTTPS） |
| 路由依据 | IP + 端口 | 域名 + 路径 |
| TLS 终止 | ❌ 不支持 | ✅ 支持 |
| 会话保持 | 源 IP | Cookie（生产首选） |
典型配置：
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: example-ingress
spec:
rules:
- host: app.example.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: my-service
port: number: 80
【延伸追问】
- Ingress Controller 和 Ingress 资源的关系是什么？
- Gateway API 相比 Ingress 的优势是什么？ 【易错坑点】
- Ingress 资源本身不做流量转发，需要 Ingress Controller（如 Nginx Ingress）
- 没有部署 Ingress Controller 的情况下创建 Ingress 资源不会生效
关联文档
- 容器技术：容器基础
- K8s 核心概念：K8s 概念