面试题：容器化环境下Kubernetes与CI/CD工具集成的基础问题

Question

在Kubernetes与CI/CD工具集成的场景中，简述CI/CD流程中各个阶段与Kubernetes的交互点有哪些，比如构建、测试、部署阶段分别是如何与Kubernetes协作的？

Answer 1

构建阶段

1. 构建环境：Kubernetes 可用于创建和管理构建所需的容器化环境。开发团队可以定义包含构建工具（如 Maven、Gradle、npm 等）的 Docker 镜像，并将其部署到 Kubernetes 集群中，确保构建环境的一致性。例如，使用 Kubernetes 的 Deployment 来管理构建环境的 Pod 副本数量，通过 Service 暴露构建服务，以便 CI 系统能够访问。
2. 资源隔离与调度：CI 系统触发构建任务时，Kubernetes 根据资源需求（CPU、内存等）调度构建任务到合适的节点上执行。通过设置 Pod 的资源请求和限制，Kubernetes 保证构建任务不会过度占用资源，同时合理分配集群资源，避免不同构建任务之间的资源冲突。

测试阶段

1. 测试环境搭建：Kubernetes 用于快速创建和销毁测试环境。可以根据测试用例的需求，部署不同版本的服务、数据库等依赖组件的容器。例如，为了进行集成测试，通过 Kubernetes Deployment 部署微服务的各个模块，并使用 Service 来定义它们之间的网络访问规则，确保测试环境能够模拟生产环境的网络拓扑。
2. 并行测试执行：Kubernetes 支持并行运行多个测试 Pod，提高测试效率。可以利用 Job 资源对象来定义测试任务，通过设置并行度参数，Kubernetes 会同时启动多个测试 Pod 执行相同的测试任务，这些 Pod 可以共享测试数据和配置，从而加快整个测试过程。
3. 测试结果收集：测试完成后，测试结果可以通过多种方式在 Kubernetes 环境中收集。例如，测试容器可以将结果写入共享存储（如 NFS、Ceph 等），或者将结果发送到日志聚合系统（如 Elasticsearch + Kibana），CI 系统可以从这些地方获取测试结果并进行分析和报告。

部署阶段

1. 镜像推送与拉取：构建生成的 Docker 镜像会被推送到镜像仓库（如 Harbor、Docker Hub 等）。在 Kubernetes 部署时，Pod 的定义文件中指定要拉取的镜像版本。Kubernetes 通过 Secret 资源对象来存储访问镜像仓库所需的认证信息，确保能够安全地从镜像仓库拉取镜像到集群节点上运行。
2. 应用部署：使用 Kubernetes 的 Deployment、StatefulSet 等资源对象来部署应用程序。通过修改 Deployment 的镜像版本标签，可以触发滚动升级，Kubernetes 会逐步替换旧版本的 Pod 为新版本，同时监控应用的健康状态，确保升级过程的平稳进行。对于有状态应用，StatefulSet 保证每个 Pod 都有稳定的网络标识和持久化存储，以满足应用的状态需求。
3. 服务暴露：应用部署完成后，通过 Kubernetes 的 Service 资源对象将应用暴露给外部或内部网络。例如，使用 NodePort Service 可以将应用暴露到集群节点的指定端口，供外部用户访问；使用 ClusterIP Service 则可以在集群内部提供一个稳定的虚拟 IP 地址，供其他服务之间进行通信。Ingress 资源对象用于管理外部 HTTP/HTTPS 流量的路由，实现更灵活的流量控制和域名映射。