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考试界面讲解

提交试卷后24小时左右会出成绩，会发邮件让你下载证书，去官网可以查看分数。

CKA

CKA认证考试是由Linux基金会和云原生计算基金会(CNCF)创建的，以促进Kubernetes生态系统的持续发展。该考试是一种远程在线、有监考、基于实操的认证考试，需要在运行Kubernetes的命令行中解决多个任务。CKA认证考试是专为Kubernetes管理员、云管理员和其他管理Kubernetes实例的IT专业人员而设的。
CKA这个证书基本是个入门级的考试，有些同学听到通过考取证书，可以得到更多的工作机会，实际上技术好的同学有一张证书可以是锦上添花，如果是技术差的用一张证书去撑场面到最后跨的一定是自己。在国内大部分证书随着时间的推移，含金量都会变低，比如思科的CCIE等。因为很多证书都是批量生产的状态，背题就能过，所以通过证书并不能代表自己的实力。

1 RBAC

Context
为部署流水线创建一个新的 ClusterRole 并将其绑定到范围为特定的 namespace 的特定ServiceAccount。
Task
创建一个名为 deployment-clusterrole 的 clusterrole，该 clusterrole 只允许对 Deployment、Daemonset、Statefulset 具有 create 权限，在现有的 namespace app-team1 中创建一个名为 cicd-token 的新 ServiceAccount。
限于 namespace app-team1 中，将新的 ClusterRole deployment-clusterrole 绑定到新的 ServiceAccount cicd-token。

官方文档搜索关键字：使用 RBAC 鉴权

切换集群

kubectl config use-context k8s

创建一个名为 deployment-clusterrole 的 ClusterRole 对象，允许对 Deployment、Daemonset、Statefulset 具有 create 权限

kubectl create clusterrole deployment-clusterrole --verb=create --resource=Deployment,StatefulSet,DaemonSet

创建sa

kubectl create serviceaccount cicd-token -n app-team1 

绑定sa，题目中写了限于app-team1名称空间，所以用rolebinding。如果不限制名称空间则创建clusterrolebinding

kubectl create rolebinding rb-cicd-token(relebinding名字，随便起的，因为题目中没有要求) --clusterrole=deployment-clusterrole --serviceaccout=app-team1:cicd-token --namespace=app-team1

检查验证

root@cka-master1:~# kubectl describe rolebindings rb-cicd-token -n app-team1 
Name:         rb-cicd-token
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Role:
  Kind:  ClusterRole
  Name:  deployment-clusterrole
Subjects:
  Kind            Name        Namespace
  ----            ----        ---------
  ServiceAccount  cicd-token  app-team1

2 节点维护

将 ek8s-node-1 节点设置为不可用，然后重新调度该节点上的所有 Pod
官方文档搜索关键字：安全地清空一个节点

切换到指定集群

kubectl config use-context ek8s 

将节点设置为不可调度

kubectl cordon ek8s-node-1 

将该节点上的pod进行驱逐，重新调度

kubectl drain ek8s-node-1 --delete-emptydir-data --ignore-daemonsets --force 

查看节点状态

kubectl get node

查看pod所在节点

kubectl get pod -owide

3 版本升级

Task
现有的 Kubernetes 集群正在运行版本 1.23.1。仅将 master 节点上的所有 Kubernetes 控制平面和节点组件升级到版本 1.23.2。（注意，考试时的集群可能为 1.23.0，会让你从 1.23.0 升级为 1.23.1。甚至是 1.22.1 升级为 1.22.2。所以敲命令时，具体要升级的版本，根据题目要求更改。）
确保在升级之前 drain master 节点，并在升级后 uncordon master 节点。

可以使用以下命令，通过 ssh 连接到 master 节点：ssh master01
可以使用以下命令，在该 master 节点上获取更高权限：sudo -i

另外，在主节点上升级 kubelet 和 kubectl。请不要升级工作节点，etcd，container 管理器，CNI 插件， DNS 服务或任何其他插件。

官方文档搜索关键字：upgrade

考试时执行，切换集群

kubectl config use-context mk8s

查看节点信息

root@cka-master1:~# kubectl get nodes 
NAME          STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
cka-master    Ready    control-plane,master   3h     v1.23.1
cka-node1     Ready    <none>                 175m   v1.23.1

将节点标记为不可调度并驱逐所有负载，准备节点的维护

kubectl cordon k8s-master-1
kubectl drain k8s-master-1 --delete-emptydir-data --ignore-daemonsets --force

在考试环境中 ssh 到 master 节点，并切换到 root 下

ssh master
sudo -i

升级 kubeadm

$ apt-get update 
# 找到题目要求升级到的指定版本
$ apt-cache madison kubeadm | grep 1.23.2
   kubeadm |  1.23.2-00 | http://mirrors.ustc.edu.cn/kubernetes/apt kubernetes-xenial/main amd64 Packages
 
$ apt-get install kubeadm=1.23.2-00

验证下载操作正常，并且 kubeadm 版本正确

$ kubeadm version
kubeadm version: &version.Info{Major:"1", Minor:"23", GitVersion:"v1.23.2", GitCommit:"9d142434e3af351a628bffee3939e64c681afa4d", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2022-01-19T17:34:34Z", GoVersion:"go1.17.5", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

验证升级计划：此命令检查你的集群是否可被升级，并取回你要升级的目标版本。 命令也会显示一个包含组件配置版本状态的表格

kubeadm upgrade plan

# 排除 etcd，升级其他的
kubeadm upgrade apply v1.23.2 --etcd-upgrade=false
 
# 升级 kubelet 和 kubectl
apt-mark unhold kubelet kubectl
apt-get install kubelet=1.23.2-00 kubectl=1.23.2-00
apt-mark hold kubelet kubectl

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet 

# 考试环境中退出 root，退回到 student@master01
[root @master 01 ] # exit
 
# 考试环境中退出 master01，退回到 student@node-1
[student @master 01 ] $ exit
 
# 不要输入 exit 多了，否则会退出考试环境的。
 
# 解除节点的保护 
root@cka-master1:~# kubectl uncordon cka-master1 
 
# 检查 master1 是否为 Ready
root@cka-master1:~# kubectl get nodes
NAME          STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
cka-master1   Ready    control-plane,master   3h40m   v1.23.2
cka-node1     Ready    <none>                 3h36m   v1.23.1

如果报错如下：

root@cka-master1:~# rm /var/lib/apt/lists/lock
root@cka-master1:~# rm /var/cache/apt/archives/lock
root@cka-master1:~# rm /var/lib/dpkg/lock*
root@cka-master1:~# dpkg --configure -a

4 ETCD 备份恢复

	注意：真实考试时，第 3 题是升级集群那道题。建议真正考试时，前 4 道题按照顺序做，特别是第 4 题，且做完后不要再修改，做完第 3 道题，如果没有 exit 退出到 student@node-1，则无法执行 etcdctl 命令，另外这道题没有切换集群，用的是第 3 道题的集群，所以，这道题做完就不要在回来检查或者操作了。etcd 不建议放到最后做，如果最后做，etcd 备份还原可能把所有 pod 都清空了，这个问题有可能会出现，所以前 4 道题按照顺寻做。

此项目无需更改配置环境，但是，在执行此项目之前，请确保您已返回初始节点。etcd 这道题真实考试为第 4 题，用的集群是真实考试时的上一题的集群，即真题第 3 题 mk8s，所以无需再切换集群了。

Task
首先，为运行在 https://127.0.0.1:2379 上的现有 etcd 实例创建快照并将快照保存到 /srv/data/etcd-snapshot.db 文件。
为给定实例创建快照预计能在几秒钟内完成。 如果该操作似乎挂起，则命令可能有问题。用 CTRL + C 来取消操作然后重试。

然后还原位于 /var/lib/backup/etcd-snapshot-previous.db 的现有先前快照。
提供了以下 TLS 证书和密钥，以通过 etcdctl 连接到服务器：

CA证书: /opt/KUIN00601/ca.crt
客户端证书: /opt/KUIN00601/etcd-client.crt
客户端密钥: /opt/KUIN00601/etcd-client.key

考试时确认一下 ssh 终端，是在 [student@node-1] $ 下

# 备份
# 如果不使用 export ETCDCTL_API=3，而使用 ETCDCTL_API=3，则下面每条 etcdctl 命令前都要加ETCDCTL_API=3
# 如果执行时，提示 permission denied，则是权限不够，命令最前面加 sudo 即可。
 
export ETCDCTL_API=3
 
# 先检查考试环境有没有题目说的目录 /srv/data/，没有的话则需要自己创建
root@cka-master1:~# mkdir -pv /srv/data/

# 下面的证书是模拟环境中的位置，考试时用题目给的三个证书
root@cka-master1:~# sudo ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key snapshot save /srv/data/etcd-snapshot.db
 
# 还原题目指定的 /var/lib/backup/etcd-snapshot-previous.db 文件
root@cka-master1:~# sudo ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key snapshot restore /var/lib/backup/etcd-snapshot-previous.db

5 NetworkPolicy

Task
在现有的 namespace my-app 中创建一个名为 allow-port-from-namespace 的新 NetworkPolicy。确保新的 NetworkPolicy 允许 namespace echo 中的 Pods 连接到 namespace my-app 中的Pods 的 9000 端口。
进一步确保新的NetworkPolicy:
不允许对没有在监听端口 9000 的 Pods 的访问
不允许非来自 namespace echo 中的 Pods 的访问

官方文档搜索关键字：网络策略

切换集群

kubectl config use-context hk8s

查看所有 ns 的标签 label

kubectl get ns --show-labels 

如果访问者的 namespace 没有标签 label，则需要手动打一个。如果有一个独特的标签 label，则也可以直接使用。

kubectl label ns my-app project=my-app

参考官方文档，拷贝 yaml 文件内容，并修改。注意先输入 “:set paste”，防止复制时 yaml 文件空格错序。

root@cka-master1:~# vim networkpolicy.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-port-from-namespace
  namespace: my-app                # 被访问着的名称空间
spec:
  podSelector:                     # 这两行必须要写，或者也可以写成一行为 podSelector: {}  
    matchLabels: {}
  policyTypes:
    - Ingress                      # 策略影响入栈流量
  ingress:
    - from:                        # 允许流量的来源
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              project: my-app        # 访问者的命名空间的标签 label
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 9000               # 被访问者公开的端口 

创建网络策略资源

kubectl apply -f networkpolicy.yaml 

检查

root@cka-master1:~# kubectl get networkpolicy -n my-app 
NAME                        POD-SELECTOR   AGE
allow-port-from-namespace   <none>         4m37s
 
root@cka-master1:~# kubectl describe networkpolicy allow-port-from-namespace -n my-app
Name:         allow-port-from-namespace
Namespace:    my-app
Created on:   2023-01-03 19:44:38 -0800 PST
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Spec:
  PodSelector:     <none> (Allowing the specific traffic to all pods in this namespace)
  Allowing ingress traffic:
    To Port: 9000/TCP
    From:
      NamespaceSelector: project=echo
  Not affecting egress traffic
  Policy Types: Ingress

6 service

重新配置一个已经存在的 front-end 的 deployment，在名字为 nginx 的容器里面添加一个端口配置，名字为 http，暴露端口号为 80，然后创建一个 service，名字为 front-end-svc，暴露该deployment 的 http 端，并且 service 的类型为 NodePort。

官方文档搜索关键字：服务

切换集群

kubectl config use-context k8s

参考官方文档，按照需要 edit deployment，添加端口信息

root@cka-master1:~# kubectl edit deployments front-end 
······
    imagePullPolicy: Always
    name: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
······

创建 service，以下两种方法二选一即可

# 命令行形式
root@cka-master1:~# kubectl expose deployment front-end --name=front-end-svc --port=80 --target-port=http --type=NodePort
 
# 编写 yaml 文件形式，复制官方文档的内容进行修改
root@cka-master1:~# vim service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: front-end-svc    # 题目指定的名称
spec:
  type: NodePort         # 题目指定的 service 类型
  selector:
    app: nginx           # deployment 中 pod 的标签 
  ports:
    - port: 80           # 题目指定暴露的端口
      targetPort: http   # 题目指定暴露的 http 端

root@cka-master1:~# kubectl apply -f service.yaml 

查看 service 资源

root@cka-master1:~# kubectl get svc front-end-svc 
NAME            TYPE       CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
front-end-svc   NodePort   10.98.31.4   <none>        80:30737/TCP   16s

7 ingress

在 ing-internal 名称空间下创建一个ingress，名字为pong，代理server hi，端口为5678，配置路径/hi
可以使用以下命令检查服务 hi 的可用性：curl -kL <INTERNAL_IP>/hi 会返回hi

官方文档搜索关键字：ingress

切换集群

kubectl config use-context k8s
 
创建 ingress 资源。拷贝官网的 yaml 案例，修改相关参数即可。先输入 ":set paste"，防止 yaml 文件空格错序
root@cka-master1:~# vim ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: pong                    # 题目指定名称
  namespace: ing-internal       # 题目指定的名称空间
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /hi          # 题目指定的 url
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: hi
            port:
              number: 5678      # 题目指定的端口
 
root@cka-master1:~# kubectl apply -f ingress.yaml 
root@cka-master1:~# kubectl get ingress -n ing-internal 
NAME   CLASS   HOSTS   ADDRESS   PORTS   AGE
pong   nginx   *                 80      10s

8 Deployment扩缩容

将名字为 loadbalancer 的 deployment 副本数扩容为 6

$ kubectl config use-context k8s 
$ kubectl scale deployment loadbalancer --replicas=6 

查看是否扩容成功，不用管pod的状态

kubectl get deployment loadbalancer

9 指定节点部署

创建一个 Pod，名字为 nginx-kusc00401，镜像地址是 nginx，调度到具有 disk=spinning 标签的节点上
官方文档搜索关键字：将 Pod 分配给节点

查看 node 节点标签

kubectl get nodes --show-labels 

# 创建 pod
root@cka-master1:~# vim nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-kusc00401            # 题目指定的 pod 名称
spec:
  containers:
  - name: nginx                    # 题目指定的镜像
    image: nginx
    #imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    disk: spinning                 # 题目指定的被分配的节点标签 
    
root@cka-master1:~# kubectl apply -f nodeselector.yaml 

检查是否调度到对应的节点

root@cka-master1:~# kubectl get pods -o wide nginx-kusc00401 
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-kusc00401   1/1     Running   0          13s   10.244.115.73   cka-node1   <none>           <none>

10 检查Node节点的健康状态

检查集群中有多少节点为 Ready 状态，并且去除包含 NoSchedule 污点的节点。之后将数字写到/opt/KUSC00402/kusc00402.txt
切换 k8s 集群环境：

$ kubectl config use-context k8s

记录Ready的总数A

kubectl get node | grep -i ready

记录所有节点状态为Ready并且包含 NoSchedule 污点的总数B

kubectl describe node node名 | grep NoSchedule

将 A 减 B 的值 x 导入到/opt/KUSC00402/kusc00402.txt

echo x >> /opt/KUSC00402/kusc00402.txt 

kubectl describe node $(kubectl get node | grep Ready | awk ‘{print $1}’) | grep Taint | grep -vc NoSchedule > /opt/402.txt

查看结果

cat /opt/KUSC00402/kusc00402.txt 

11 一个pod封装多个容器

创建一个 Pod名字为 kucc1，这个 Pod 包含 4 个容器： nginx、redis、memcached、consul

切换集群

kubectl config use-context k8s

编写 yaml 文件

root@cka-master1:~# vim kucc1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kucc1
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  - name: redis
    image: redis
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  - name: memcached
    image: memcached
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  - name: consul
    image: consul
    imagePullPolicy: IfNotPresent

创建pod

kubectl apply -f kucc1.yaml 

查看pod，题目没有要求该pod必须启动，只需创建即可

root@cka-master1:~# kubectl get pods kucc1
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kucc1   4/4     Running   0          3s 

12 PV

创建一个 pv，名字为app-config，大小为 2Gi，访问权限为 ReadWriteMany。Volume 的类型为 hostPath，路径为/srv/app-config
官方文档搜索关键字：PersistentVolume

切换集群

kubectl config use-context hk8s

考试环境路径已存在

ls /srv/app-config

编写yaml文件

root@cka-master1:~# vim pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: app-config            # 题目中指定的 pv 名称
spec:
  capacity:
    storage: 2Gi              # 题目指定的 pv 大小  
  accessModes:
    - ReadWriteMany           # 题目指定的访问模式
  hostPath:
    path: "/srv/app-config"   # 题目指定的路径

创建 pv

kubectl apply -f pv.yaml 

查看pv

root@cka-master1:~# kubectl get pv
NAME         CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
app-config   2Gi        RWX            Retain           Available                                   6s

13 pvc

创建一个名字为 pv-volume 的 pvc，指定 storageClass 为 csi-hostpath-sc，大小为 10Mi。然后创建一个 Pod，名字为 web-server，镜像为 nginx，并且挂载该 PVC 至 /usr/share/nginx/html，挂载的权限为 RedWriteOnce。之后通过 kubectl edit 或者 kubectl path 将 pvc 改成 70Mi，并且记录修改记录。

官方文档搜索关键字：PersistentVolume
1、考试时执行，切换集群

kubectl config use-context ok8s

2、编写yaml文件

root@cka-master1:~# vim pvc-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pv-volume                    # 题目指定的 pvc 名称
spec:
  storageClassName: csi-hostpath-sc  # 题目指定的存储类名称
  accessModes:
    - ReadWriteOnce                  # 题目指定的访问模式
  resources:
    requests:
      storage: 10Mi                  # 题目指定的 pvc 大小  
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-server                   # 题目指定的 pod 名称 
spec:
  volumes:
    - name: pv-volume                # 与 volumeMounts.name 一致
      persistentVolumeClaim:
        claimName: pv-volume         # 使用的 pvc 名称
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx                   # 题目指定的镜像 
      volumeMounts:
        - mountPath: "/usr/share/nginx/html" # 题目指定的挂载目录
          name: pv-volume            

3、创建

kubectl apply -f pvc-pod.yaml

4、查看是否创建成功。之所以是 pending 状态是模拟环境中没有存储类 storageClassName: csi-hostpath-sc，考试环境中存在，无需担心

root@cka-master1:~# kubectl get pvc pv-volume 
NAME        STATUS    VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS      AGE
pv-volume   Pending                                      csi-hostpath-sc   21s
root@cka-master1:~# kubectl get pods web-server 
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
web-server   0/1     Pending   0          31s

5、pvc 扩容。将 storage: 10Mi 修改为 70Mi

root@cka-master1:~# kubectl edit pvc pv-volume
······
  resources:
    requests:
      storage: 70Mi
  storageClassName: csi-hostpath-sc
······

14 监控pod日志

监控 Pod 名为 foobar 的日志，并过滤出具有 unable-access-website 信息的行，然后将写入到 /opt/KUTR00101/foobar

$ kubectl config use-context k8s 
$ kubectl logs foobar | grep unable-access-website > /opt/KUTR00101/foobar 

如果这个pod中有两个容器的话

$ kubectl logs pod名 -c 容器名 

检查是否写入到对应的文件

cat /opt/KUTR00101/foobar 

15 sidecar

添加一个名为 busybox 且镜像为 busybox 的 sidecar 到一个已经存在的名为 legacy-app 的 Pod上，这个 sidecar 的启动命令为 /bin/sh -c tail -n+1 -f /var/log/legacy-app.log 。并且这个sidecar 和原有的镜像挂载一个名为logs的volume，挂载的目录为/var/log/

1、切换答题环境（考试环境有多个，每道题要在对应的环境中作答）

kubectl config use-context k8s

2、将legacy-app的pod的yaml导出

kubectl get pod legacy-app -oyaml > c-sidecar.yaml

再此yaml中添加sidecar和volume

vi c-sidecar.yaml
 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: 11-factor-app
spec:
  containers:
  - name: count
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - >
      i=0;
      while true;
      do
        echo "$i: $(date)" >> /var/log/11-factor-app.log;
        i=$((i+1));
        sleep 1;
      done      
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  - name: sidecar
    image: busybox
    args: [/bin/sh, -c, 'tail -n+1 -f /var/log/11-factor-app.log']
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  volumes:
  - name: varlog
    emptyDir: {}

3、删除原pod，创建新pod

kubectl delete pod 11-factor-app
kubectl apply -f factor-app.yaml

4、查看日志是否输出到控制台

16 查看cpu使用率最高的pod

找出具有 name=cpu-user 的 Pod，并过滤出使用 CPU 最高的 Pod，然后把它的名字写在已经存在的/opt/KUTR00401/KUTR00401.txt 文件里。注意：他没有说指定 namespace，所以需要使用-A 指定所有 namespace

$ kubectl config use-context k8s 
$ kubectl top pod -A -l name=cpu-user --sort-by="cpu"
NAMESPACE 	 	NAME  						CPU(cores)  	MEMORY(bytes) 
kube-system		coredns-54d67798b7-hl8xc 	7m	 			8Mi 
kube-system		coredns-54d67798b7-m4m2q 	6m	 			8Mi 

注意这里的 pod 名字以实际名字为准，按照 CPU 那一列进行选择一个最大的 Pod。如果CPU的数值是 1 2 3 不带m，不带m的数值是大于带 m的，因为 1 颗CPU等于 1000m
注意要用>>而不是>

$ echo "coredns-54d67798b7-hl8xc" >> /opt/KUTR00401/KUTR00401.txt 

17 集群故障排查 – kubelet 故障

一个名为 wk8s-node-0 的节点状态为 NotReady，检查发生这种情况的原因，并采取相应措施将node 恢复为Ready 状态，确保所做的任何更改永久生效。

1、切换答题环境（考试环境有多个，每道题要在对应的环境中作答）

kubectl config use-context ek8s

2、查看节点状态

kubectl get node 

3、切换到故障节点

ssh wk8s-node-0 
sudo -i 

4、检查节点状态并加入开机自启动

systemctl status kubelet
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet

5、退出故障节点

exit