介绍
Kubernetes 是一个开源系统，用于自动化和容器化部署、扩展和管理应用程序。CNCF/Linux 基金会针对 kubernetes 技能的开发人员提供职能考试，考试内容主要包括应用程序部署、应用程序配置、创建持久卷等。由于考试是理论与实操性相结合的，不仅仅是选择题，仅仅知道概念是不够的，所以我们在考试前需要大量的练习。我们不会在这里讨论任何概念，我们为 CKAD 考试创建一堆练习题，希望我们可以高效通过考试。本文帮助我们理解、练习并为考试做好准备。
主要内容
- 核心概念（13％）
- Pod 多个容器（10％）
- Pod 设计（20％）
- 状态持久性（8％）
- 配置（18％）
- 可观察性（18％）
- 服务和网络（13％）
习题
核心概念
了解 Kubernetes API，创建和配置基本 Pod 概念。可以点击中文题目，查看参考答案。
列出集群中的所有命名空间
kubectl get namespaces kubectl get ns列出所有命名空间中的所有 Pod
kubectl get po --all-namespaces列出特定命名空间中的所有 Pod
kubectl get pod -n kube-system kubectl get pod -n 命名空间名称列出特定命名空间中的所有 Service
kubectl get svc --all-namespaces kubectl get svc -n 命名空间名称 kubectl get svc -n default用 json 路径表达式列出所有显示名称和命名空间的 Pod
kubectl get pods -o=jsonpath="{.items[*]['metadata.name', 'metadata.namespace']}"在默认命名空间中创建一个 Nginx Pod，并验证 Pod 是否正在运行
// 创建 Pod kubectl run nginx --image=nginx --restart=Never // Pod 列表 kubectl get po使用 yaml 文件创建相同的 Nginx Pod
// get the yaml file with --dry-run flag kubectl run nginx --image=nginx --restart=Never --dry-run -o yaml > nginx-pod.yaml // cat nginx-pod.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: creationTimestamp: null labels: run: nginx name: nginx spec: containers: - image: nginx name: nginx resources: {} dnsPolicy: ClusterFirst restartPolicy: Never status: {} // create a pod kubectl create -f nginx-pod.yaml输出刚创建的 Pod 的 yaml 文件
kubectl get po nginx -o yaml输出刚创建的 Pod 的 yaml 文件，并且其中不包含特定于集群的信息
kubectl get po nginx -o yaml --export获取刚刚创建的 Pod 的完整详细信息
kubectl describe pod nginx删除刚创建的 Pod
kubectl delete pod nginx kubectl delete -f nginx-pod.yaml强制删除刚创建的 Pod
kubectl delete po nginx --grace-period=0 --force创建版本为 1.17.4 的 Nginx Pod，并将其暴露在端口 80 上
kubectl run nginx --image=nginx:1.17.4 --restart=Never --port=80 kubectl run nginx --image=nginx:1.17.4 --restart=Never --port=80 --dry-run -o yaml将刚创建的容器的镜像更改为 1.15-alpine，并验证该镜像是否已更新
kubectl set image pod/nginx nginx=nginx:1.15-alpine kubectl edit po nginx kubectl get po nginx -w对于刚刚更新的 Pod，将镜像版本改回 1.17.1，并观察变化
kubectl set image pod/nginx nginx=nginx:1.17.1 kubectl edit po nginx kubectl get po nginx -w在不用 describe 命令的情况下检查镜像版本
kubectl get po nginx -o=jsonpath='{.spec.containers[].image}{"\n"}'创建 Nginx Pod 并在 Pod 上执行简单的 shell
kubectl run nginx --image=nginx --restart=Never kubectl exec -it nginx /bin/bash获取刚刚创建的 Pod 的 IP 地址
kubectl get po nginx -o wide创建一个 busybox Pod，在创建它时运行命令 ls 并检查日志
kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never -- ls kubectl logs busybox如果 Pod 崩溃了，请检查 Pod 的先前日志
kubectl logs busybox -p创建一个带有命令 sleep 3600 的 busybox Pod
kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never -- /bin/sh -c "sleep 3600"从 busybox Pod 中检查 Nginx Pod 网络连接性
kubectl get pod nginx -o wide kubectl exec -it busybox -- wget -o- 上述命令列出的 ip 地址创建一个 echo 消息 How are you 的 busybox Pod，并手动将其删除
kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never -it -- echo "How are you" kubectl delete po busybox创建一个 Nginx Pod 并列出具有不同日志等级（verbosity）的 Pod
kubectl run nginx --image=nginx --restart=Never --port=80 kubectl get po nginx --v=7使用自定义列 PODNAME 和 PODSTATUS 列出 Nginx Pod
kubectl get po nginx -o=custom-columns="POD_NAME:.metadata.name,POD_STATUS:.status.containerStatuses"列出所有按名称排序的 Pod
kubectl get po --sort-by=.metadata.name列出所有按创建时间排序的 Pod
kubectl get po --sort-by=.metadata.creationTimestamp
Pod 多个容器
了解 Pod 中多个容器设计模式（例如：Ambassador、Adapter、Sidecar）。
用“ls; sleep 3600;”“echo Hello World; sleep 3600;”及“echo this is the third container; sleep 3600”三个命令创建一个包含三个 busybox 容器的 Pod，并观察其状态
kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never --dry-run -o yaml -- bin/sh -c "sleep 3600; ls" > multi-container.yaml kubectl create -f multi-container.yaml kubectl get po busybox apiVersion: v1 kind: Pod metadata: creationTimestamp: null labels: run: busybox name: busybox spec: containers: - args: - bin/sh - -c - ls; sleep 3600 image: busybox name: busybox1 resources: {} - args: - bin/sh - -c - echo Hello world; sleep 3600 image: busybox name: busybox2 resources: {} - args: - bin/sh - -c - echo this is third container; sleep 3600 image: busybox name: busybox3 resources: {} dnsPolicy: ClusterFirst restartPolicy: Never status: {}检查刚创建的每个容器的日志
kubectl logs busybox -c busybox1 kubectl logs busybox -c busybox2 kubectl logs busybox -c busybox3检查第二个容器 busybox2 的先前日志（如果有）
kubectl logs busybox -c busybox2 --previous在上述容器的第三个容器 busybox3 中运行命令 ls
kubectl exec busybox -c busybox3 -- ls显示以上容器的 metrics，将其放入 file.log 中并进行验证
kubectl top pod busybox --containers > file.log && cat file.log用主容器 busybox 创建一个 Pod，并执行“while true; do echo ‘Hi I am from Main container’ >> /var/log/index.html; sleep 5; done”，并带有暴露在端口 80 上的 Nginx 镜像的 sidecar 容器。用 emptyDir Volume 将该卷安装在 /var/log 路径（用于 busybox）和 /usr/share/nginx/html 路径（用于nginx容器）。验证两个容器都在运行。
kubectl run multi-cont-pod --image=busbox --restart=Never --dry-run -o yaml > multi-container.yaml kubectl create -f multi-container.yaml kubectl get po multi-cont-pod apiVersion: v1 kind: Pod metadata: creationTimestamp: null labels: run: multi-cont-pod name: multi-cont-pod spec: volumes: - name: var-logs emptyDir: {} containers: - image: busybox command: ["/bin/sh"] args: ["-c", "while true; do echo 'Hi I am from Main container' >> /var/log/index.html; sleep 5;done"] name: main-container resources: {} volumeMounts: - name: var-logs mountPath: /var/log - image: nginx name: sidecar-container resources: {} ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - name: var-logs mountPath: /usr/share/nginx/html dnsPolicy: ClusterFirst restartPolicy: Never status: {}进入两个容器并验证 main.txt 是否存在，并用 curl localhost 从 sidecar 容器中查询 main.txt
kubectl exec -it muilti-containers-pod -c main-container -- sh cat var/log/index.html kubectl exec -it muilti-containers-pod -c sidercar-container -- sh cat /usr/share/nginx/html/index.html kubectl exec -it multi-cont-pod -c sidecar-container -- sh # apt-get update && apt-get install -y curl # curl localhost
Pod 设计
了解如何 Pod 使用标签、选择器和注释、了解 Pod 部署以及如何执行滚动更新、了解 Pod 部署以及如何执行回滚、了解 Pod 作业和 CronJobs 等。
获取 Pod label 标签
kubectl get po --show-labels创建 5 个 Nginx Pod，其中两个标签为 env=prod，另外三个标签为 env=dev
kubectl run nginx-dev1 --image=nginx --restart=Never --labels=env=dev kubectl run nginx-dev2 --image=nginx --restart=Never --labels=env=dev kubectl run nginx-dev3 --image=nginx --restart=Never --labels=env=dev kubectl run nginx-pro1 --image=nginx --restart=Never --labels=env=pro kubectl run nginx-pro2 --image=nginx --restart=Never --labels=env=pro确认所有 Pod 都使用正确的标签创建
kubectl get po --show-labels确认所有 Pod 都使用正确的标签创建
kubectl get po --show-labels获得带有标签 env=dev 的 Pod
kubectl get pods -l env=dev获得带标签 env=dev 的 Pod 并输出标签
kubectl get pods -l env=dev --show-labels获得带有标签 env=pro 的 Pod
kubectl get pods -l env=pro获取带有标签 env 的 Pod
kubectl get po -L env获得带标签 env=dev、env=pro 的 Pod
kubectl get po -l 'env in (dev,pro)'获取带有标签 env=dev 和 env=pro 的 Pod 并输出标签
kubectl get po -l 'env in (dev,pro)' --show-labels将其中一个容器的标签更改为 env=uat 并列出所有要验证的容器
kubectl label pod/nginx-pro1 env=aa --overwrite kubectl get pods --show-labels删除刚才创建的 Pod 标签，并确认所有标签均已删除
kubectl label pod nginx-dev{1..3} env- kubectl label pod nginx-pro{1..2} env- kubectl get pods --show-labels为所有 Pod 添加标签 app=nginx 并验证
kubectl label pod nginx-dev{1..3} app=nginx kubectl label pod nginx-pro{1..2} app=nginx kubectl get pods --show-labels获取所有带有标签的节点（如果使用 minikube，则只会获得主节点）
kubectl get nodes --show-labels标记节点（如果正在使用，则为 minikube）nodeName=nginxnode
kubectl label node minikube nodeName=nginxnode建一个标签为 nginx=dev 的 Pod 并将其部署在此节点上
kubectl run nginx --image=nginx --restart=Never --dry-run -o yaml > pod.yaml kubectl create -f pod.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: creationTimestamp: null labels: run: nginx name: nginx spec: nodeSelector: nodeName: nginxnode containers: - image: nginx name: nginx resources: {} dnsPolicy: ClusterFirst restartPolicy: Never status: {}使用节点选择器验证已调度的 Pod
kubectl describe po nginx | grep Node-Selectors验证我们刚刚创建的 Pod Nginx 是否具有 nginx=dev 这个标签
kubectl describe po nginx | grep Labels用 name=webapp annotate 上述 Pod
kubectl annotate po nginx-dev{1..3} name=webapp kubectl annotate po nginx-pro{1..2} name=webapp验证已正确 annotate 的 Pod
kubectl describe po nginx-dev{1..3} | grep -i annotations kubectl describe po nginx-pro{1..2} | grep -i annotations删除 Pod 上的 annotate 并验证
kubectl annotate po nginx-dev{1..3} name- kubectl annotate po nginx-pro{1..2} name- kubectl describe po nginx-dev{1..3} | grep -i annotations kubectl describe po nginx-pro{1..2} | grep -i annotations删除到目前为止我们创建的所有 Pod
kubectl delete pod --all创建一个名为 webapp 的 Deployment，它带有 5 个副本的镜像 Nginx
kubectl create deployment webapp --image=nginx --dry-run -o yaml > webapp-deployment.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: creationTimestamp: null labels: app: webapp name: webapp spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: webapp strategy: {} template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: webapp spec: containers: - image: nginx name: nginx resources: {} status: {}用标签获取我们刚刚创建的 Deployment
kubectl get deploy webapp --show-labels导出该 Deployment 的 yaml 文件
kubectl get deploy webapp -o yaml获取该 Deployment 的 Pod
kubectl get po -l app=webapp kubectl get pods -l app=webapp将该 Deployment 从 5 个副本扩展到 20 个副本并验证
kubectl scale deploy webapp --replicas=20 kubectl get po -l app=webapp获取该 Deployment 的 rollout 状态
kubectl rollout status deploy webapp获取使用该 Deployment 创建的副本
kubectl get rs -l app=webapp获取使用该 Deployment 创建的 replicaset
kubectl get rs -l app=webapp获取该 Deployment 的 replicaset 和 Pod 的 yaml
kubectl get rs -l app=webapp -o yaml kubectl get po -l app=webapp -o yaml删除刚创建的 Deployment，并查看所有 Pod 是否已被删除
kubectl delete deploy webapp kubectl get po -l app=webapp -w使用镜像 nginx:1.17.1 和容器端口 80 创建 webapp Deployment，并验证镜像版本
kubectl create deploy webapp --image=nginx:1.17.1 --dry-run -o yaml > webapp.yaml kubectl create -f webapp.yaml kubectl describe deploy webapp | grep Image apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: creationTimestamp: null labels: app: webapp name: webapp spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: webapp strategy: {} template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: webapp spec: containers: - image: nginx:1.17.1 name: nginx ports: - containerPort: 80 resources: {} status: {}检查 rollout 历史记录，并确保更新后一切正常
kubectl rollout history deploy webapp kubectl get deploy webapp --show-labels kubectl get rs -l app=webapp kubectl get po -l app=webapp撤消之前使用版本 1.17.1 的 Deployment，并验证镜像是否还有老版本
kubectl rollout undo deploy webapp kubectl rollout history deploy webapp使用镜像版本 1.16.1 更新 Deployment，并验证镜像、检查 rollout 历史记录
kubectl set image deploy/webapp nginx=nginx:1.16.1 kubectl describe deploy webapp | grep Image kubectl rollout history deploy webapp将 Deployment 更新到镜像 1.17.1 并确认一切正常
kubectl rollout undo deploy webapp --to-revision=3 kubectl describe deploy webapp | grep Image kubectl rollout status deploy webapp使用错误的镜像版本 1.100 更新 Deployment，并验证有问题
kubectl set image deploy/webapp nginx=nginx:1.100 kubectl rollout status deploy webapp (still pending state) kubectl get pods (ImagePullErr)撤消使用先前版本的 Deployment，并确认一切正常
kubectl rollout undo deploy webapp kubectl rollout status deploy webapp kubectl get pods检查该 Deployment 的特定修订版本的历史记录
kubectl rollout history deploy webapp --revision=7暂停 Deployment rollout
kubectl rollout pause deploy webapp用最新版本的镜像更新 Deployment，并检查历史记录
kubectl set image deploy/webapp nginx=nginx:latest kubectl rollout history deploy webapp检查 rollout 历史记录，确保是最新版本
kubectl rollout history deploy webapp kubectl rollout history deploy webapp --revision=9将自动伸缩应用到该 Deployment 中，最少副本数为 10，最大副本数为 20，目标 CPU 利用率 85%，并验证 hpa 已创建，将副本数从 1 个增加到 10 个
kubectl autoscale deploy webapp --min=10 --max=20 --cpu-percent=85 kubectl get hpa kubectl get pod -l app=webapp通过删除刚刚创建的 Deployment 和 hpa 来清理集群
kubectl delete deploy webapp kubectl delete hpa webapp用镜像 node 来创建一个 Job，并验证是否有对应的 Pod 创建
kubectl create job nodeversion --image=node -- node v kubectl get job -w kubectl get pod获取刚刚创建的 Job 的日志
kubectl logs <pod name> // created from the job用镜像 busybox 输出 Job 的 yaml 文件，并回显“Hello I am from job”
kubectl create job hello-job --image=busybox --dry-run -o yaml -- echo "Hello I am from job"将上面的 yaml 文件复制到 hello-job.yaml 文件并创建 Job
kubectl create job hello-job --image=busybox --dry-run -o yaml -- echo "Hello I am from job" > hello-job.yaml kubectl apply -f hello-job.yaml验证 Job 并创建关联的容器，检查日志
kubectl get pod kubectl get po kubectl logs po pod-name删除我们刚刚创建的 Job
kubectl delete job hello-job创建一个相同的 Job，并使它一个接一个地运行 10 次
kubectl create job hello-job --image=busybox --dry-run -o yaml -- echo "Hello I am from job" > 10-job.yaml apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: creationTimestamp: null name: hello-job spec: completions: 10 template: metadata: creationTimestamp: null spec: containers: - command: - echo - Hello I am from job image: busybox name: hello-job resources: {} restartPolicy: Never status: {}运行 10 次，确认已创建 10 个 Pod，并在完成后删除它们
kubectl delete job hello-job创建一个带有 busybox 镜像的 Cronjob，每分钟打印一次来自 Kubernetes 集群消息的日期和 hello
kubectl create cronjob date-job --image=busybox --schedule="*/1 * * * *" -- bin/sh -c "date; echo Hello from kubernetes cluster"输出上述 cronjob 的 yaml 文件
kubectl get cj date-job -o yaml验证 cronJob 为每分钟运行创建一个单独的 Job 和 Pod，并验证 Pod 的日志
kubectl get job kubectl get po kubectl logs date-job-<jobid>-<pod>删除 cronJob，并验证所有关联的 Job 和 Pod 也都被删除
kubectl delete cj date-job kubectl get po kubectl get job
状态持久性
了解存储的持久卷声明。
列出集群中的持久卷
kubectl get pv创建一个名为 task-pv-volume 的 PersistentVolume，其 storgeClassName 为 manual，storage 为 10Gi，accessModes 为 ReadWriteOnce，hostPath 为 /mnt/data
task-pv-volume.yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: task-pv-volume labels: type: local spec: capacity: storage: 10Gi accessModes: - ReadWriteOnce storageClassName: manual hostPath: path: "/mnt/data"创建一个存储至少 3Gi、访问模式为 ReadWriteOnce 的 PersistentVolumeClaim，并确认它的状态是否是绑定的
kubectl create -f task-pv-claim.yaml kubectl get pvc apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: task-pv-claim spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 3Gi storageClassName: manual删除我们刚刚创建的持久卷和 PersistentVolumeClaim
kubectl delete pvc task-pv-claim kubectl delete pv task-pv-volume使用镜像 Redis 创建 Pod，并配置一个在 Pod 生命周期内可持续使用的卷
redis-storage.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: redis spec: containers: - name: redis image: redis volumeMounts: - name: redis-storage mountPath: /data/redis volumes: - name: redis-storage emptyDir: {}在上面的 Pod 中执行操作，并在 /data/redis 路径中创建一个名为 file.txt 的文件，其文本为“This is the file”，然后打开另一个选项卡，再次使用同一 Pod 执行，并验证文件是否在同一路径中
kubectl exec -it redis /bin/sh cd /data/redis echo "This is the file" > file.txt删除上面的 Pod，然后从相同的 yaml 文件再次创建，并验证路径 /data/redis 中是否没有 file.txt
kubectl delete po redis kubectl apply -f redis-storage.yaml kubectl exec -it redis /bin/sh cat /data/redis/file.txt cat: /data/redis/file.txt: No such file or directory创建一个名为 task-pv-volume 的 PersistentVolume，其 storgeClassName 为 manual，storage 为 10Gi，accessModes 为 ReadWriteOnce，hostPath 为 /mnt/data；并创建一个存储至少 3Gi、访问模式为 ReadWriteOnce 的 PersistentVolumeClaim，并确认它的状态是否是绑定的
kubectl create -f task-pv-volume.yaml kubectl create -f task-pv-claim.yaml kubectl get pv kubectl get pvc task-pv-volume.yaml： apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: task-pv-volume labels: type: local spec: capacity: storage: 10Gi accessModes: - ReadWriteOnce storageClassName: manual hostPath: path: "/mnt/data" task-pv-claim.yaml： apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: task-pv-claim spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 3Gi storageClassName: manual用容器端口 80 和 PersistentVolumeClaim task-pv-claim 创建一个 Nginx 容器，且具有路径“/usr/share/nginx/html”
ask-pv-pod.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: task-pv-pod spec: containers: - name: task-pv-container image: nginx ports: - containerPort: 80 name: "http-server" volumeMounts: - mountPath: "/usr/share/nginx/html" name: task-pv-storage volumes: - name: task-pv-storage persistentVolumeClaim: claimName: task-pv-claim
配置
了解 ConfigMap、了解安全上下文 SecurityContexts、定义应用程序的资源需求、创建和使用 Secrets、了解 ServiceAccounts等。
可观测性
了解 LivenessProbe 和 Readiness Probe、了解容器日志记录、了解如何监控 kubernetes 中的应用程序、了解如何调试 Kubernetes。
服务与网络
了解服务、NetworkPolicies 等。
总结
配置、可观测性、服务、网络等示例习题，请参考附录，CKAD 要求在 2 小时内完成 19 个问题。我们需要为此进行大量练习，这 150 个问题提供了足够的考试练习机会。更多内容可以参考 cncf-curriculum，练习得越多，考试时就会感觉越舒服。
多练习、多练习、多练习。
附录
- https://medium.com/bb-tutorials-and-thoughts/practice-enough-with-these-questions-for-the-ckad-exam-2f42d1228552
- https://github.com/cncf/curriculum