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Kubernetes升级窗口Pod调度与容量预留验证

共计 30 章节

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K8s集群升级的背景与挑战 · 升级窗口概念 · Pod调度与资源预留的重要性

课程导论K8s

K8s集群架构基础

Master节点组件 · Worker节点组件 · 控制平面与数据平面分离原理

K8s集群架构基础

Pod调度基础

调度器工作原理 · 调度队列 · 调度周期

Pod调度基础

节点资源模型

可分配资源 · 容量 · 预留

节点资源模型可分配资源

节点压力与驱逐机制

kubelet驱逐策略 · 软驱逐与硬驱逐阈值 · 驱逐信号与监控

节点压力驱逐机制

Guaranteed · Burstable · BestEffort三类QoS的资源…

PodDisruptionBudget(PDB)原理

PDB作用 · minAvailable与maxUn… · PDB与自愿中断

PodDisruptio…PDB

节点维护与drain机制

kubectl drain工作流程 · eviction API · PDB对drain的影响

drain节点维护

升级窗口定义

窗口时间范围 · 窗口内操作限制 · 窗口外自动回滚策略

升级窗口定义窗口时间范围

升级前资源预留策略

预留缓冲节点 · 预留资源比例 · 预留节点标签与污点

升级前资源预留策…预留缓冲节点

节点池与滚动升级策略

节点池概念 · 滚动升级最大不可用节点数 · 节点池升级顺序

节点池滚动升级策略

升级过程中的Pod调度行为

调度器在升级期间的亲和性/反亲和性 · 拓扑分布约束 · 节点选择器变化

Pod升级过程

资源预留测试环境搭建

使用Kind或Kubeadm搭建多节… · 配置节点资源限制 · 安装监控工具

资源预留测试环境…Kind

模拟节点资源紧张场景

使用stress工具压测节点CPU/… · 观察kubelet驱逐与Pod重调度

模拟节点资源紧张…stress

PDB有效性测试

创建不同QoS的Deployment · 设置PDB · 执行节点drain

PDB有效性测试

升级窗口内Pod调度测试

在窗口内执行节点升级 · 观察新Pod是否被调度到正在升级的节… · 验证调度器过滤逻辑

Pod升级窗口内

资源预留比例测试

设置不同比例的节点资源预留(如5%/… · 测试升级期间Pod调度成功率与稳定性

资源预留比例测试设置不同比例的节…

优先级与抢占测试

创建高优先级与低优先级Pod · 在资源紧张时验证抢占行为 · 观察抢占对升级的影响

优先级抢占测试

节点污点与容忍度测试

给升级节点添加NoSchedule/… · 验证Pod容忍度配置对调度的作用

节点污点容忍度测试

拓扑分布约束测试

配置Pod拓扑分布约束 · 在升级节点池中验证Pod是否均匀分布 · 避免单点故障

拓扑分布约束测试Pod

升级窗口自动化脚本设计

使用Python/Shell编写升级… · 自动触发drain与uncordon · 集成PDB检查

升级窗口自动化脚…Python/Shell

资源预留监控与告警

配置Prometheus监控节点资源… · 设置预留阈值告警 · Grafana仪表盘设计

资源预留监控告警

升级回滚与资源恢复

升级失败时节点回滚流程 · Pod自动恢复机制 · 资源预留释放策略

升级回滚资源恢复

大规模集群升级模拟

使用ClusterLoader或自定… · 观察调度器性能与资源预留效果

大规模集群升级模…ClusterLoade…

升级窗口与CI/CD集成

将升级窗口纳入GitOps流水线 · 使用ArgoCD/Flux控制升级节… · 自动化审批流程

CI/CD升级窗口

多集群升级窗口协调

管理多个K8s集群的升级窗口 · 避免同时升级导致全局故障 · 窗口错峰策略

多集群升级窗口协…K8s

升级窗口安全与审计

升级操作审计日志 · RBAC权限控制 · 升级窗口内操作白名单

升级窗口安全审计

常见问题与排错

drain卡住原因分析 · PDB冲突排查 · 资源预留不足导致Pod pendin…

常见问题排错

最佳实践总结

升级窗口大小建议 · 资源预留比例推荐 · PDB配置模板

最佳实践总结升级窗口大小建议

课程总结与展望

K8s版本升级趋势 · 原地升级与原地重启技术 · 未来资源管理方向(如In-place…

课程总结K8s