命名空间:Kubernetes 隔离核心实践

B站影视 欧美电影 2025-09-30 18:16 1

摘要:Kubernetes命名空间帮助您整理应用、隔离环境、控制资源,通过命令或YAML文件创建管理。它是保持集群整洁和安全的关键工具。

Kubernetes命名空间帮助您整理应用、隔离环境、控制资源,通过命令或YAML文件创建管理。它是保持集群整洁和安全的关键工具。

在 Kubernetes 中管理应用程序会很快变得混乱。当所有东西都堆在一起运行时,很难保持井然有序。删除错误的 Pod 或混淆开发和生产环境等错误都太容易发生了。

这就是命名空间 (namespaces) 可以提供帮助的地方。它们就像集群的文件夹,帮助你将系统的不同部分整齐地分开。无论你是管理多个团队、环境还是应用程序,命名空间都能确保它们互不干扰。

了解如何使用 kubectl 命令创建命名空间,并探索一些技巧,以保持集群的整洁和受控。

可以将命名空间想象成电脑上的一个文件夹。它将事物分组,这样你就不会混淆文件——或者在这个例子中,是应用程序和服务。

组织大型项目分离环境,例如开发、测试和生产控制谁可以访问什么避免命名冲突更轻松地清理资源

在创建命名空间之前,你需要准备好一些东西。这些是基础知识,你可能已经具备了。

请确保你已具备:

一个正常运行的 Kubernetes 集群(即使是像 Minikube 这样的本地集群也可以)。kubectl 已安装并连接到你的集群。了解如何在终端中运行命令的基本知识。

小型设置不需要命名空间,但如果你要管理多个应用程序——或者有不同的团队在同一个集群上工作——它们是必不可少的。

让我们进入正题:如何创建命名空间。最直接的方法是使用一个简单的命令:

kubectl create namespace your-namespace-name

只需替换为你想要使用的名称即可!现在让我们看看你可以添加的一些选项。

你可以在创建命名空间时为其添加标签。标签可以帮助你用有用的信息标记命名空间,例如它属于哪个团队。

以下是带有标签的示例:

kubectl create namespace your-namespace-name --dry-run=client -o yaml | kubectl label -f - team=frontend

此命令为你的命名空间添加一个名为 team=frontend 的标签。

你可能会使用的标志:

你也可以在 YAML 文件中定义命名空间。如果你想跟踪你的设置或与团队共享,这会很有用。

这是一个基本的 YAML 示例:

apiVersion: v1kind: Namespacemetadata:name: your-namespace-name

要从该文件创建命名空间,请运行:kubectl apply -f namespace.yaml

使用 YAML 在团队协作、自动化或使用 GitOps 工具时特别有用。

创建命名空间后,你会想确保它确实存在——也许会查看内部,看看发生了什么。Kubernetes 提供了几种使用 kubectl 轻松完成此操作的方法。

要查看集群中的所有命名空间,只需运行:kubectl get ns。

你将获得如下列表:

NAME STATUS AGEdefault Active 10dkube-system Active 10dyour-namespace Active 2m

这证实你的命名空间已启动并正在运行。

如果你想了解特定命名空间的更多详细信息,请使用:kubectl describe namespace your-namespace-name。

这会显示标签、状态和任何已应用的策略等信息。这是仔细检查所有设置是否符合预期要求的好方法。

命名空间不仅用于组织事物,还可以帮助你控制每个团队或应用程序可以使用多少 CPU、内存和其他资源。这可以防止一个应用程序独占所有资源并导致其他应用程序崩溃。

你可以设置命名空间可以使用的 CPU 和内存限制。首先,创建如下 YAML 文件:

apiVersion: v1kind: ResourceQuotametadata:name: basic-quotanamespace: your-namespace-namespec:hard:requests.cpu: "1"requests.memory: 500Milimits.cpu: "2"limits.memory: 1Gi

然后用:kubectl apply -f quota.yaml 应用它。

这会告诉 Kubernetes:“嘿,这个命名空间不能使用超过这个数量的 CPU 或内存。”

你还可以限制命名空间可以拥有的 Pod、服务或 Secret 的数量。这是一个示例:

spec:hard:pods: "10"services: "5"secrets: "20"

将此添加到你的配额 YAML 中,以确保命名空间不会过于拥挤。

基于角色的访问控制 (RBAC) 可帮助你管理谁可以在命名空间内做什么。例如,你可能希望授予开发团队访问一个命名空间的权限,但不能访问另一个。

首先,创建描述允许哪些操作的角色 (Role):

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1kind: Rolemetadata:namespace: your-namespace-namename: pod-readerrules:- apiGroups: [""]resources: ["pods"]verbs: ["get", "watch", "list"]

然后,将该角色绑定到用户或组:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1kind: RoleBindingmetadata:name: read-podsnamespace: your-namespace-namesubjects:- kind: Username: dev-userapiGroup: rbac.authorization.k8s.ioroleRef:kind: Rolename: pod-readerapiGroup: rbac.authorization.k8s.io

这赋予了 dev-user 在该命名空间中读取 Pod 信息的权限——仅此而已。

服务账号作用域

你可以将角色分配给应用程序使用的服务账号,而不是分配给用户。这样,你的应用程序只获得它实际需要的资源的访问权限。

示例:

subjects:- kind: ServiceAccountname: my-appnamespace: your-namespace-name

这可以确保安全,并避免授予应用程序不必要的权限。

命名空间不仅适用于组织应用程序;它们也非常适合自动化你的工作流程。在 CI/CD 流水线中,你可以使用命名空间来保持测试运行的干净和彼此分离。

每次你的流水线运行时,你都可以为该测试启动一个全新的命名空间。这可以使测试相互隔离,因此它们不会干扰你的主应用程序或彼此。

示例命令: kubectl create namespace test-run-123。

你可以使用脚本生成唯一的名称,例如 test-run-001、test-run-002 等。这在测试拉取请求或新构建时特别方便。

自动清理策略

测试完成后,清理该命名空间以节省资源。

以下是删除它的方法:kubectl delete namespace test-run-123。

有些团队还会添加基于时间的清理,例如删除任何超过一小时的测试命名空间。你可以通过脚本实现这一点,或使用 Kubernetes Jobs 或 ttl 控制器等工具。

即使是简单的命令也可能遇到障碍。以下是一些常见的与命名空间相关的错误以及如何解决它们。

如果你尝试创建一个已存在的命名空间,你将看到如下错误:

Error from server (AlreadyExists): namespaces "your-namespace-name" already exists

解决方案:

仔细检查你的命名空间名称。你也可以使用 kubectl get ns 列出现有命名空间。或者,如果你打算更新某些内容,请使用 apply 而不是 create。

如果你的命名空间 YAML 文件在名称或标签中包含错误格式或不支持的字符,Kubernetes 将抛出错误。

常见错误:

使用大写字母或空格缺少必需字段,例如名称

始终仔细检查你的 YAML 文件。你可以在应用之前通过运行以下命令来验证它:

kubectl apply --dry-run=client -f your-file.yaml

这会显示是否有任何错误,而不会实际进行更改。

命名空间可以帮助你保持组织性,但前提是你以正确的方式使用它们。如果没有一个清晰的系统,事情很快就会变得混乱,尤其是有更多人员和应用程序加入时。

以下是如何保持你的命名空间设置干净、逻辑清晰且易于管理的方法。

命名约定

一个好的命名系统可以让你通过查看名称就知道命名空间的作用。坚持使用简短、清晰且一致的名称。

命名技巧:

仅使用小写字母和连字符(Kubernetes 对此很挑剔!)。在名称中包含用途或所有者。避免模糊的名称,例如 project1 或 testtemp。

示例:

frontend-prodbackend-devteam-alpha-staging

如果你在 CI/CD 流水线中使用命名空间,请使用唯一但可追溯的名称,例如:

test-pr-204ci-run-2025-07-17

这有助于你以后查找和清理它们。

命名空间是灵活的——你可以根据需要对事物进行分组。但以下是一些最常见和最有效的方法:

按团队: 每个团队都有自己的命名空间。这使他们的资源相互隔离,并为他们提供了试验空间,而不会相互干扰。

示例:

team-marketingteam-infra

按环境: 分离开发、测试、预发布和生产环境。这可以避免事故,例如将未完成的代码部署到你的实时应用程序。

示例:

按应用程序: 如果你的集群运行许多小型应用程序,请为每个应用程序分配自己的命名空间。这可以防止服务冲突,并使管理权限和配额变得更容易。

示例:

billing-serviceuser-auth

你甚至可以组合这些方法。例如:

frontend-devbackend-prodteam-ops-staging

只需确保每个人都遵循相同的模式,这样你的集群就不会变成一个命名混乱的局面。

创建命名空间很容易。忘记删除它们?更容易。但是,残留的命名空间会浪费资源、使你的集群混乱,如果它们仍然可以访问敏感数据,甚至会造成安全风险。

以下是如何像专业人士一样进行清理,而不会意外删除重要内容。

要删除命名空间,请运行:kubectl delete namespace your-namespace-name。

就是这样。Kubernetes 将清除其中的所有内容——Pod、服务、Secret、配置——所有一切。但一旦删除,就无法挽回。在按 Enter 键之前,请务必仔细检查名称。

如果你不确定命名空间包含什么,请首先列出其资源:kubectl get all -n your-namespace-name。

这将显示正在运行的内容——Pod、部署、服务等。你还可以检查 Secret 和 ConfigMap:

kubectl get secrets -n your-namespace-namekubectl get configmaps -n your-namespace-name

这就像在扔掉冰箱之前先看看里面一样——你可能会发现一些值得保存的东西!

有时命名空间会卡在 Terminating 状态。这通常意味着内部有东西挂起并且没有释放。

故障排除步骤:

运行 kubectl get namespace your-namespace-name -o json。在底部查找 finalizers。手动删除 finalizers(高级——但在极少数情况下有用)。

请谨慎使用:

kubectl patch namespace your-namespace-name -p '{"metadata":{"finalizers":}}' --type=merge

这会强制删除命名空间,但前提是您确定这样做是安全的。

如果你将命名空间用于短期用途,例如测试运行或 CI/CD,请设置自动化以定期删除旧的命名空间。

以下是一些想法:

添加 TTL (time-to-live) 标签,例如 ttl=1h。编写一个清理脚本,检查命名空间年龄并删除旧的命名空间。如果你的集群支持 Kubernetes TTL 控制器,请使用它们。

这可以使你的集群保持整洁,而无需持续的照看。

命名空间是 Kubernetes 中最简单但功能最强大的工具之一。它们可以帮助你组织应用程序、保护环境、控制资源并在没有混乱的情况下进行扩展。

从用一行命令创建命名空间到设置配额、RBAC 和自动化清理,你现在知道如何构建一个干净、安全且对团队友好的 Kubernetes 设置。

无论你是管理单个应用程序还是整个集群,正确使用命名空间都能为你提供自信成长所需的控制和清晰度。

查看我们的分步指南《如何在 Kubernetes 中移除部署》,并保持你的集群整洁。

主要来源:

来源:小赵讲科学

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