Kubernetes (K8S)

Referenční dovednost pro Kubernetes: příkazy kubectl pro pody, deploymenty, služby, síťování, RBAC, Helm a řešení problémů v clusteru.

Co tato dovednost pokrývá

Provoz Kubernetes (K8s) od základní správy podů přes deployment strategie, síťování a bezpečnost až po administraci clusteru — příkazy kubectl a helm a YAML manifesty potřebné k běžnému provozu a řešení problémů clusteru.

Kdy ji použít

Zakládání nebo administrace Kubernetes clusteru (uzly, namespacy, RBAC)
Nasazení, škálování nebo rollback aplikace pomocí Deploymentů
Ladění podu uvízlého ve stavu Pending, CrashLoopBackOff nebo ImagePullBackOff
Vystavení služby dovnitř nebo ven (Services, Ingress, DNS)
Správa konfigurace a tajemství (ConfigMaps, Secrets, TLS, přihlašovací údaje k registru)
Instalace nebo upgrade aplikací pomocí Helm chartů
Vyšetřování uzlu ve stavu NotReady nebo tlaku na zdroje
Psaní nebo revize Kubernetes YAML manifestů (Pod, Deployment, Service)

Základní koncepty

Architektura Kubernetes

Control Plane: API Server, etcd, Controller Manager, Scheduler
Worker Nodes: Kubelet, Kube Proxy, Container Runtime
Pods: Nejmenší nasaditelná jednotka obsahující jeden nebo více kontejnerů
Services: Síťová abstrakce pro pody
Deployments: Deklarativní způsob správy replik podů
ConfigMaps/Secrets: Správa konfigurace a citlivých dat

Správa podů

Základní příkazy pro pody

# Get pods
kubectl get pods
kubectl get pods -o wide          # Detailed view
kubectl get pods -w               # Watch mode
kubectl get pods -o yaml          # YAML output

# Pod operations
kubectl describe pod <pod-name>   # Detailed information
kubectl logs <pod-name>           # View logs
kubectl logs -f <pod-name>        # Follow logs
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash  # Execute into pod

# Pod lifecycle
kubectl delete pod <pod-name>     # Delete pod
kubectl edit pod <pod-name>       # Edit pod

Vytváření podů

# Create pod from image
kubectl run <pod-name> --image=<image-name>

# Create pod with port and expose as service
kubectl run <pod-name> --image=<image-name> --port=<port> --expose

# Generate pod YAML
kubectl run <pod-name> --image=<image-name> --dry-run=client -o yaml > pod.yaml

Správa uzlů

Operace s uzly

# Get nodes
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide
kubectl describe node <node-name>

# Node maintenance
kubectl drain <node-name>         # Safely evict pods
kubectl cordon <node-name>        # Mark as unschedulable
kubectl uncordon <node-name>      # Allow scheduling

Vytváření zdrojů

Aplikace manifestů

# Apply single file
kubectl apply -f <file>.yaml

# Apply multiple files
kubectl apply -f <file1>.yaml -f <file2>.yaml

# Apply directory
kubectl apply -f ./<directory>/

# Apply from URL
kubectl apply -f https://<url>

Imperativní vytváření zdrojů

# Create deployment
kubectl create deployment <name> --image=<image>
kubectl create deployment <name> --image=<image> --dry-run=client -o yaml > deployment.yaml

# Create service
kubectl create service <type> <name> --tcp=<port>:<target-port>
kubectl create service <type> <name> --tcp=<port>:<target-port> --dry-run=client -o yaml > service.yaml

# Expose existing deployment
kubectl expose deployment <name> --type=<type> --port=<port> --target-port=<target-port>

Správa konfigurace

# Create ConfigMap
kubectl create configmap <name> --from-literal=<key>=<value>
kubectl create configmap <name> --from-file=<file>
kubectl create configmap <name> --from-env-file=<file>

# Create Secret
kubectl create secret generic <name> --from-literal=<key>=<value>
kubectl create secret generic <name> --from-file=<file>

Monitoring a řešení problémů

Monitorování zdrojů

# Node utilization
kubectl top nodes
kubectl top node <node-name>

# Pod utilization
kubectl top pods
kubectl top pods <pod-name>

Ladicí příkazy

# Check pod status
kubectl get pods
kubectl describe pod <pod-name>

# Check logs
kubectl logs <pod-name>
kubectl logs <pod-name> -c <container-name>  # Multi-container pods

# Check events
kubectl get events
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

# Port forwarding for debugging
kubectl port-forward pod/<pod-name> <local-port>:<pod-port>

Správa deploymentů

Operace s deploymenty

# Get deployments
kubectl get deployments
kubectl get deployment <deployment-name>
kubectl describe deployment <deployment-name>

# Scale deployment
kubectl scale deployment <name> --replicas=<count>

# Update deployment
kubectl set image deployment/<name> <container>=<new-image>
kubectl rollout status deployment/<name>

# Rollback deployment
kubectl rollout undo deployment/<name>
kubectl rollout undo deployment/<name> --to-revision=<number>

Rolling updates

# Check rollout status
kubectl rollout status deployment/<name>

# Pause/resume rollout
kubectl rollout pause deployment/<name>
kubectl rollout resume deployment/<name>

# View rollout history
kubectl rollout history deployment/<name>

Správa služeb

Typy služeb

# ClusterIP (default)
kubectl create service clusterip <name> --tcp=<port>:<target-port>

# NodePort
kubectl create service nodeport <name> --tcp=<port>:<target-port> --node-port=<node-port>

# LoadBalancer
kubectl create service loadbalancer <name> --tcp=<port>:<target-port>

# ExternalName
kubectl create service externalname <name> --external-name=<external-name>

Objevování služeb

# Get services
kubectl get services
kubectl get svc
kubectl describe service <name>

# Test service connectivity
kubectl run test-pod --image=busybox --rm -it -- wget <service-name>:<port>

Konfigurace a úložiště

Persistentní svazky

# Get PV/PVC
kubectl get pv
kubectl get pvc

# Create PVC
kubectl apply -f pvc.yaml

# Check storage classes
kubectl get storageclass

Správa Ingress

# Get ingresses
kubectl get ingress
kubectl describe ingress <name>

# Create ingress
kubectl create ingress <name> --rule="<host>/<path>=<service>:<port>"

Pokročilé operace

Namespacy

# Get namespaces
kubectl get namespaces
kubectl get ns

# Create namespace
kubectl create namespace <name>

# Switch context to namespace
kubectl config set-context --current --namespace=<name>

# Get resources in all namespaces
kubectl get pods --all-namespaces

Labely a selektory

# Label resources
kubectl label pods <pod-name> app=web
kubectl label nodes <node-name> disktype=ssd

# Select with labels
kubectl get pods -l app=web
kubectl get pods -l 'app in (web,api)'

# Remove labels
kubectl label pods <pod-name> app-

Kvóty zdrojů

# Get resource quotas
kubectl get resourcequotas
kubectl describe resourcequota <name>

# Create resource quota
kubectl create quota <name> --hard=cpu=2,memory=4Gi,pods=10

Síťování

Síťové politiky

# Get network policies
kubectl get networkpolicies
kubectl describe networkpolicy <name>

# Apply network policy
kubectl apply -f network-policy.yaml

DNS a služby

# Service DNS format
<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local

# Test DNS resolution
kubectl run test-pod --image=busybox --rm -it -- nslookup <service-name>

Bezpečnost

RBAC (Role-Based Access Control)

# Get roles/rolebindings
kubectl get roles
kubectl get rolebindings
kubectl get clusterroles
kubectl get clusterrolebindings

# Create service account
kubectl create serviceaccount <name>

# Bind role to user/serviceaccount
kubectl create rolebinding <name> --role=<role> --user=<user>

Správa Secrets

# Get secrets
kubectl get secrets
kubectl describe secret <name>

# Create TLS secret
kubectl create secret tls <name> --cert=<cert-file> --key=<key-file>

# Create docker registry secret
kubectl create secret docker-registry <name> --docker-server=<server> --docker-username=<user> --docker-password=<pass>

Helm (správce balíčků)

Operace v Helm

# Install chart
helm install <release-name> <chart-name>

# Upgrade release
helm upgrade <release-name> <chart-name>

# List releases
helm list

# Uninstall release
helm uninstall <release-name>

# Add repository
helm repo add <name> <url>
helm repo update

Řešení běžných problémů

Problémy s pody

# Pod stuck in Pending
kubectl describe pod <pod-name>  # Check events
kubectl get nodes               # Check node capacity

# Pod CrashLoopBackOff
kubectl logs <pod-name>         # Check application logs
kubectl describe pod <pod-name> # Check exit codes

# Pod in ImagePullBackOff
kubectl describe pod <pod-name> # Check image pull errors
kubectl get secrets             # Check registry credentials

Problémy se službami

# Service not accessible
kubectl get endpoints <service-name>  # Check if pods are selected
kubectl get pods -l <selector>        # Check pod labels

# DNS resolution issues
kubectl run test-pod --image=busybox --rm -it -- nslookup <service-name>

Problémy s uzly

# Node NotReady
kubectl describe node <node-name>     # Check conditions
kubectl logs <kubelet-pod> -n kube-system  # Check kubelet logs

# Resource pressure
kubectl top nodes                     # Check resource usage
kubectl get pods -o wide              # Check pod distribution

Osvědčené postupy

Limity zdrojů: Vždy nastavte limity CPU/paměti
Health Checks: Implementujte readiness a liveness probes
Rolling Updates: Pro nasazení bez výpadku používejte rolling update strategii
Správa Secrets: Nikdy neukládejte tajemství do kódu ani configmap
Síťové politiky: Implementujte síťovou segmentaci
Monitoring: Zaveďte komplexní monitoring a alerting
Zálohování: Pravidelně zálohujte etcd a persistentní data
Aktualizace: Udržujte cluster i aplikace aktuální
Bezpečnost: Implementujte RBAC, skenujte image, používejte security contexts
Dokumentace: Dokumentujte konfiguraci a procesy clusteru

Příklady YAML manifestů

Manifest Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
  labels:
    app: my-app
spec:
  containers:
  - name: my-container
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 128Mi
      requests:
        cpu: 50m
        memory: 64Mi

Manifest Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-container
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

Manifest Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: ClusterIP

← Zpět na úvod