Kubernetes Namespace 使用指南

發表於 更新於 分類於

Kubernetes Namespace 使用指南

什麼是 Namespace？

Kubernetes Namespace 是一個 API 物件，用於在 Kubernetes 叢集中創建虛擬的資源隔離環境。Namespace 提供了一種將叢集資源劃分為多個獨立區域的方式，讓不同的團隊、專案或環境可以在同一個叢集中安全地共存。

Namespace 的主要功能：

  • 資源隔離：將不同的應用程式或環境分隔在不同的命名空間中
  • 存取控制：透過 RBAC 實現細粒度的權限管理
  • 資源配額管理：限制每個命名空間可使用的叢集資源量
  • 名稱空間管理：避免資源名稱衝突，支援相同名稱的資源存在於不同命名空間

為什麼使用 Namespace？

相較於將所有資源都放在預設命名空間中，Namespace 提供了更好的資源管理方式：

  1. 多租戶支援：讓多個團隊或專案安全地共享同一個 Kubernetes 叢集
  2. 環境分離：清楚區分開發、測試、生產等不同環境的資源
  3. 資源管理：透過資源配額控制每個環境的資源使用量
  4. 權限控制：實現精細的存取權限管理，提升安全性

預設 Namespace

Kubernetes 叢集預設會創建四個系統命名空間：

  • kube-system: 存放 Kubernetes 系統元件，如 kube-dns、kube-proxy、etcd 等核心服務
  • kube-public: 公開可讀的命名空間，通常用於存放叢集資訊，所有使用者（包括未認證使用者）都可以讀取
  • kube-node-lease: 用於 Node 租約物件，幫助確定 Node 的可用性和健康狀態
  • default: 預設命名空間，當沒有指定命名空間時，資源會被創建在這裡

建立自定義 Namespace

方法一：使用 YAML 檔案建立

建立 dockertest-namespace.yaml 檔案：

1
2
3
4
5
6
7
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dockertest-namespace
  labels:
    name: dockertest-namespace
    environment: dev

套用設定檔：

1
kubectl create -f dockertest-namespace.yaml

方法二：使用指令直接建立

1
kubectl create namespace dockertest-namespace

檢視所有 Namespace

1
2
3
kubectl get namespaces
# 或使用簡寫
kubectl get ns

在指定 Namespace 中操作資源

在特定 Namespace 建立資源

1
2
3
4
5
# 在指定的 namespace 中建立 pod
kubectl run nginx --image=nginx -n dockertest-namespace

# 使用 YAML 檔案建立資源到指定 namespace
kubectl apply -f dockertest-deployment.yaml -n dockertest-namespace

設定預設 Namespace

1
2
3
4
5
# 設定當前 context 的預設 namespace
kubectl config set-context --current --namespace=dockertest-namespace

# 確認目前的 context 設定
kubectl config view --minify | grep namespace

檢視 Namespace 中的資源

1
2
3
4
5
6
7
8
# 檢視指定 namespace 中的所有 pod
kubectl get pods -n dockertest-namespace

# 檢視所有 namespace 中的 pod
kubectl get pods --all-namespaces

# 檢視 namespace 的詳細資訊
kubectl describe namespace dockertest-namespace

刪除 Namespace

注意：刪除 Namespace 會同時刪除該命名空間內的所有資源！

1
kubectl delete namespace dockertest-namespace

資源配額管理

為 Namespace 設定資源限制，避免某個環境消耗過多叢集資源：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-quota
  namespace: dockertest-namespace
spec:
  hard:
    requests.cpu: "4"
    requests.memory: 8Gi
    limits.cpu: "8"
    limits.memory: 16Gi
    persistentvolumeclaims: "10"
    pods: "10"

最佳實踐建議

  1. 環境分離：為不同環境（開發、測試、生產）建立獨立的命名空間
  2. 團隊隔離：為不同團隊或專案建立專用的命名空間
  3. 命名規範：採用一致的命名規範，如 team-environment 格式
  4. 資源配額：為每個命名空間設定合適的資源配額
  5. 權限控制：結合 RBAC 實現細粒度的權限管理
  6. 監控標籤：為命名空間加上有意義的標籤，便於監控和管理

範例命名建議：

  • frontend-dev、frontend-prod
  • backend-staging、backend-prod
  • team-alpha-dev、team-beta-prod