2025年Python容器化容器編排與調(diào)度考試試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述Docker容器與虛擬機的區(qū)別，并說明使用Docker容器技術的優(yōu)勢。二、解釋Dockerfile中的`FROM`,`WORKDIR`,`COPY`,`RUN`,`EXPOSE`,`CMD`指令的作用，并說明它們在構建Docker鏡像過程中的典型用法。三、Kubernetes中，Pod是基本的部署單元。請簡述Pod的生命周期，并說明ReplicaSet和Deployment的作用及其關系。四、描述Kubernetes中Service、Ingress和Endpoint各自的功能，并解釋它們?nèi)绾螀f(xié)同工作以實現(xiàn)Pod的網(wǎng)絡訪問。五、Kubernetes的調(diào)度器負責將Pod分配到合適的Node上。請說明影響Pod調(diào)度決策的主要因素（至少列舉五項）。六、在Kubernetes中，ConfigMap和Secret用于管理配置數(shù)據(jù)和敏感信息。請比較ConfigMap和Secret的用途和區(qū)別，并說明如何在一個Pod中同時使用它們。七、編寫一段Python代碼，使用docker-py庫（假設已安裝并配置好）創(chuàng)建一個名為“my_python_app”的新Docker容器，該容器基于官方的Python3.9鏡像，映射本地的8000端口到容器的5000端口，并以守護進程模式運行。八、編寫一段Python代碼，使用kubernetes-python客戶端（假設已安裝并配置好）獲取當前Kubernetes集群中所有Deployments的名稱和副本數(shù)，并打印出來。九、假設你需要在Kubernetes集群中部署一個Web應用，該應用由多個Pod組成，需要高可用性。請設計一個基于Deployment的解決方案，并說明選擇Deployment的原因及其關鍵YAML配置項。十、解釋Kubernetes中NodeSelector、Label和Taint&Tolerate機制的作用，并說明它們?nèi)绾卧诠?jié)點選擇和Pod分配過程中協(xié)同工作。十一、在Kubernetes中，Pod的存儲需求可能包括臨時存儲和持久化存儲。請簡述Kubernetes提供的主要存儲解決方案（如emptyDir,hostPath,PersistentVolume,PersistentVolumeClaim），并說明它們的適用場景。十二、編寫一段Python代碼，使用KubernetesPython客戶端調(diào)用API，獲取指定Namespace（例如"production"）中所有Pod的列表，并篩選出狀態(tài)為“Running”的Pod，打印其名稱和狀態(tài)。試卷答案一、Docker容器直接運行在宿主機的操作系統(tǒng)內(nèi)核上，共享宿主機內(nèi)核，而虛擬機需要模擬完整的硬件層，每個虛擬機都包含完整的操作系統(tǒng)內(nèi)核和應用程序。容器啟動更快，資源利用率更高，部署更靈活。優(yōu)勢：啟動快速、資源利用率高、打包標準化、環(huán)境一致性、易于部署和擴展。二、`FROM`：指定基礎鏡像。`WORKDIR`：設置工作目錄。`COPY`：將本地文件復制到容器中。`RUN`：在容器中執(zhí)行命令（如安裝軟件）。`EXPOSE`：聲明容器需要暴露的端口。`CMD`：容器啟動時執(zhí)行的默認命令。三、Pod生命周期：創(chuàng)建（Pending）、啟動（Running）、終止（Terminated）、刪除。ReplicaSet確保指定數(shù)量的Pod副本始終運行，是Deployment的底層控制器。Deployment管理ReplicaSet，提供聲明式更新、回滾、滾動更新等高級功能。四、Service提供對一組Pod的邏輯集合的穩(wěn)定網(wǎng)絡訪問接口。Ingress是KubernetesAPI的一個子集，提供對集群中服務的外部訪問規(guī)則（如HTTP路徑、TLS證書）。Endpoint是Service所關聯(lián)的Pod列表的抽象表示。它們協(xié)同工作：Ingress接收外部流量，根據(jù)規(guī)則路由到對應的Service，Service將流量分發(fā)到其管理的Pod列表（Endpoint）。五、主要因素：資源請求與限制（CPU/Memory）、節(jié)點親和性/反親和性、Pod親和性/反親和性、污點與容忍、調(diào)度優(yōu)先級、可用節(jié)點、調(diào)度約束（如節(jié)點標簽、區(qū)域限制）。六、用途：ConfigMap存儲非敏感配置數(shù)據(jù)（如配置文件、環(huán)境變量），Secret存儲敏感數(shù)據(jù)（如密碼、密鑰）。區(qū)別：數(shù)據(jù)敏感性、訪問權限。使用：Pod通過環(huán)境變量、配置文件掛載等方式使用ConfigMap和Secret。七、```pythonimportdockerclient=docker.from_env()container=client.containers.run("python:3.9",command=["python","-m","http.server","5000"],ports={"5000/tcp":8000},detach=True,name="my_python_app")```八、```pythonfromkubernetesimportclient,configconfig.load_kube_config()#或config.load_incluster_config()v1=client.CoreV1Api()deployments=v1.list_namespaced_deployment(namespace="default")#示例namespacefordeploymentindeployments.items:name=replicas=deployment.spec.replicasprint(f"Deployment:{name},Replicas:{replicas}")```九、解決方案：創(chuàng)建一個Deployment，設置合適的副本數(shù)（如3），啟用RollingUpdate策略。關鍵YAML配置項：`apiVersion:apps/v1`,`kind:Deployment`,`metadata:name`,`spec:replicas,selector,template:metadata:labels,spec:containers`。選擇Deployment原因：提供聲明式更新、滾動更新、回滾、自我修復能力，管理Pod副本，確保應用高可用。十、NodeSelector：允許Pod只被調(diào)度到具有特定標簽的Node上。Label：附加到資源（Node/Pod）的鍵值對，用于分類和選擇。Taint&Tolerate：Taint使Node排斥特定標簽的Pod，Tolerate使Pod接受特定Taint。它們協(xié)同工作：通過NodeSelector將Pod調(diào)度到有合適Label的Node，通過Taint&Tolerate實現(xiàn)Pod到Node的最終匹配和放置。十一、emptyDir：臨時存儲，Pod停止后數(shù)據(jù)丟失。hostPath：將宿主機文件系統(tǒng)路徑掛載到容器，數(shù)據(jù)持久化。PersistentVolume(PV)：集群級別的存儲資源。PersistentVolumeClaim(PVC)：用戶對PV的請求。適用場景：emptyDir用于日志、緩存；hostPath用于簡單持久化或需要直接訪問宿主機文件的場景；PV/PVC用于需要跨Pod、跨節(jié)點持久化存儲的場景。十二、```pythonfromkubernetesimportclient,configconfig.load_kube_config()#或config.load_incluster_config()v1=client.CoreV1Api()namespace_name="production"pods=v1.list_namespaced_pod(namespace=namespace_name)