面试题：Bash脚本与复杂虚拟化架构的深度融合

Question

在Kubernetes集群环境下，编写一个Bash脚本实现对一组微服务的自动化部署和升级流程。脚本需要处理服务的依赖关系，在升级过程中保证服务的高可用性，同时利用Bash脚本监控容器资源使用情况，当资源达到阈值时进行动态扩缩容操作。阐述在这种复杂环境下Bash脚本与Kubernetes原生工具相比的优势和不足。

Answer 1

1. 编写Bash脚本实现微服务自动化部署和升级

#!/bin/bash

# 定义微服务列表及依赖关系
services=(service1 service2 service3)
dependencies=(service1:service2 service2:service3)

# 部署函数
deploy_service() {
    local service=$1
    echo "Deploying $service..."
    kubectl apply -f $service-deployment.yaml
}

# 升级函数
upgrade_service() {
    local service=$1
    echo "Upgrading $service..."
    kubectl set image deployment/$service $service=your-new-image:tag
}

# 确保依赖服务已部署
ensure_dependencies() {
    local service=$1
    for dep in ${dependencies[@]}; do
        local dep_service=$(echo $dep | cut -d ':' -f 1)
        local target_service=$(echo $dep | cut -d ':' -f 2)
        if [ "$target_service" == "$service" ]; then
            if ! kubectl get deployment $dep_service &> /dev/null; then
                deploy_service $dep_service
            fi
        fi
    done
}

# 部署所有服务
for service in ${services[@]}; do
    ensure_dependencies $service
    deploy_service $service
done

# 升级所有服务
for service in ${services[@]}; do
    ensure_dependencies $service
    upgrade_service $service
done

2. 监控容器资源并动态扩缩容

#!/bin/bash

# 定义资源阈值
cpu_threshold=80
memory_threshold=80

# 监控并扩缩容函数
monitor_and_scale() {
    while true; do
        for service in ${services[@]}; do
            cpu_usage=$(kubectl top pod -l app=$service --no-headers | awk '{sum+=$3} END {print sum}')
            memory_usage=$(kubectl top pod -l app=$service --no-headers | awk '{sum+=$4} END {print sum}')

            current_replicas=$(kubectl get deployment $service -o jsonpath='{.spec.replicas}')

            if (( $(echo "$cpu_usage > $cpu_threshold" | bc -l) || $(echo "$memory_usage > $memory_threshold" | bc -l) )); then
                if (( current_replicas < 5 )); then
                    new_replicas=$((current_replicas + 1))
                    kubectl scale deployment $service --replicas=$new_replicas
                fi
            else
                if (( current_replicas > 1 )); then
                    new_replicas=$((current_replicas - 1))
                    kubectl scale deployment $service --replicas=$new_replicas
                fi
            fi
        done
        sleep 60
    done
}

monitor_and_scale &

3. Bash脚本与Kubernetes原生工具相比的优势和不足

• 优势：
  • 灵活性：Bash脚本可以根据具体业务逻辑自由组合Kubernetes命令，实现定制化的自动化流程，而原生工具可能在一些复杂业务场景下不够灵活。
  • 熟悉度：对于熟悉Shell编程的工程师来说，编写和维护Bash脚本相对容易，降低了学习成本。
  • 集成性：方便与其他基于Shell的工具或脚本集成，实现更大范围的系统自动化。
• 不足：
  • 可移植性：Bash脚本可能依赖于特定的操作系统或Shell环境，相比之下，Kubernetes原生工具具有更好的跨平台性和一致性。
  • 性能和可靠性：原生工具经过Kubernetes社区的大量优化和测试，在性能和可靠性方面通常优于自行编写的Bash脚本。
  • 学习曲线：虽然Bash脚本基础容易上手，但要实现复杂功能可能需要一定的Shell编程技巧，而Kubernetes原生工具的操作和概念相对更统一和规范。