k8s焦点资源对象一（入门到醒目）

        本文将深入探讨Kubernetes中的焦点资源对象，包罗Pod、Deployment、Service、Ingress、ConfigMap和Secret，具体剖析其概念、功能以及实际应用场景，帮助读者全面掌握这些关键组件的使用方法。
一、pod

1 pod概念

       k8s最小调度单位，可以包含一个或多个容器。同一个pod的容器可以共享网络和存储。
2 pod示例

1. [root@master-1 pod]# cat 02-pods-nginx.yaml
2. apiVersion: v1
3. kind: Pod
4. metadata:
5.   name: linux86-web
6. spec:
7.   containers:
8.   - name: web
9.     image: nginx:1.24.0-alpine
10.     ports:
11.     - containerPort: 80
12. [root@master-1 pod]# kubectl apply -f 02-pods-nginx.yaml
13. [root@master-1 pod]# kubectl get pods -o wide
14. NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
15. linux86-web   1/1     Running   0          82s   10.100.2.4   worker233   <none>           <none>
16. [root@master-1 pod]# curl -I  10.100.2.4

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二、deployment

1 先容

   Deployment是用于部署服务的资源，是最常用的控制器
  

• 管理RS，通过RS资源创建Pod;
  
• 具有上线部署，副本设置，滚动升级，回滚等功能；
  
• 提供声明式更新，即可以使用apply命令进行更新镜像版本之类的;
  

  2 更新策略

   蓝绿发布：不制止旧版本，直接部署新版本,新版本测试没有问题，就切换到新版本。
       长处：无需停机，风险较小
       缺点：切换是全量的，如果新版本有问题，则对用户体验有直接影响，必要双倍机器资源
灰度发布：旧版本和新版本共存
    将新版本部署到一部门生产环境，让一部门用户先试用，如果没有问题，再渐渐扩大范围，把全部服务都切换到新环境。
        长处：用户体验影响小，灰度发布过程出现问题只影响部门用户
滚动更新：平滑地将服务更新
  3  Deployment滚动发布

1. [root@master231 deployments]# cat 02-deploy-nginx-strategy.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: deploy-nginx-strategy
6. spec:
7.   # 定义升级策略
8.   strategy:
9.     # 指定升级类型,有效值为Recreate和RollingUpdate.
10.     #    Recreate:
11.     #       先删除所有旧的Pod，再创建新的Pod。
12.     #    RollingUpdate:
13.     #       先删除部分旧的Pod，滚动更新旧的Pod，逐步使用新的Pod替代旧的Pod。
14.     #       默认就是基于滚动更新类型。
15.     # type: Recreate
16.     type: RollingUpdate
17.     # 滚动更新
18.     rollingUpdate:
19.       # 在升级过程中，在原有旧的Pod基础之上启动的Pod数量。
20.       maxSurge: 2
21.       # 在升级过程中，指定最大不可用的数量。
22.       maxUnavailable: 1
23.       #maxSurge: "20%"
24.       #maxUnavailable: "10%"
25.   replicas: 5
26.   selector:
27.     matchExpressions:
28.     - key: apps
29.       values:
30.       - "v1"
31.       - "v2"
32.       operator: In
33.   template:
34.     metadata:
35.       labels:
36.         apps: v1
37.         school: liux
38.     spec:
39.       containers:
40.       - name: v1
41.         # image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1
42.         image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v2
43.         imagePullPolicy: Always
44. ---
45. apiVersion: v1
46. kind: Service
47. metadata:
48.   name: deploy-strategy
49. spec:
50.   type: NodePort
51.   selector:
52.     apps: v1
53.     school: liux
54.   ports:
55.   - port: 8888
56.     targetPort: 80
57.     nodePort: 30000
58. [root@master231 deployments]#
59. 升级过程
60. -------------> 第一波
61. 旧的pod: 4
62. 新的pod: 3
64. -------------> 第二波
65. 旧的pod: 1
66. 新的新的: 3  + 2
68. [root@master231 deployments]# kubectl apply -f 02-deploy-nginx-strategy.yaml
69. deployment.apps/deploy-nginx configured
70. service/deploy-strategy unchanged
71. [root@master231 deployments]# kubectl get po,svc -o wide
72. #切换版本
73. [root@master231 deployments]# vim 02-deploy-nginx-strategy.yaml
74.    #image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1
75.    image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v2

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4.Deloyment蓝绿发布

4.1 部署蓝环境

1. [root@master231 blue-green]# cat 01-blue.yaml
2. kind: Deployment
3. apiVersion: apps/v1
4. metadata:
5.   name: liux-blue
6. spec:
7.   replicas: 3
8.   selector:
9.     matchLabels:
10.       app: blue
11.   template:
12.     metadata:
13.       labels:
14.         app: blue
15.     spec:
16.       containers:
17.       - name: v1
18.         image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1
20. ---
22. kind: Service
23. apiVersion: v1
24. metadata:
25.   name: liux-app-svc
26. spec:
27.   type: NodePort
28.   ports:
29.   - port: 80
30.     targetPort: 80
31.     nodePort: 30080
32.   selector:
33.     app: blue
34. [root@master231 blue-green]#
35. [root@master231 blue-green]#  kubectl apply -f 01-blue.yaml
36. deployment.apps/liux-blue created
37. service/liux-app-svc created
38. [root@master231 blue-green]#
39. #测试访问
40. [root@master231 blue-green]# while true ; do sleep 0.5;curl 10.0.0.233:30080; done

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4.2 部署绿环境

1. [root@master231 blue-green]# cat 02-green.yaml
2. kind: Deployment
3. apiVersion: apps/v1
4. metadata:
5.   name: liux-green
6. spec:
7.   replicas: 3
8.   selector:
9.     matchLabels:
10.       app: green
11.   template:
12.     metadata:
13.       labels:
14.         app: green
15.     spec:
16.       containers:
17.       - name: myweb
18.         image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v2
19. [root@master231 blue-green]#
20. [root@master231 blue-green]#  kubectl apply -f 02-green.yaml
21. deployment.apps/liux-green created

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4.4 切换svc的标签

1. [root@master231 blue-green]# cat 03-switch-svc-selector.yaml
2. kind: Service
3. apiVersion: v1
4. metadata:
5.   name: liux-app-svc
6. spec:
7.   type: NodePort
8.   ports:
9.   - port: 80
10.     targetPort: 80
11.     nodePort: 30080
12.   selector:
13.     # app: blue
14.     app: green
15. [root@master231 blue-green]#
16. [root@master231 blue-green]# kubectl apply -f 03-switch-svc-selector.yaml
17. service/liux-app-svc configured

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5.Deployment灰度发布

5.1 部署旧版本

 先将副本数设置为3，随着新版本的创建，将副本逐渐调低到0

1. [root@master231 canary-huidu]# cat 01-old.yaml
2. kind: Deployment
3. apiVersion: apps/v1
4. metadata:
5.   name: liux-old
6. spec:
7.   replicas: 3
8.   selector:
9.     matchLabels:
10.       app: web
11.   template:
12.     metadata:
13.       labels:
14.         app: web
15.     spec:
16.       containers:
17.       - name: myweb
18.         image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1
19. ---
20. kind: Service
21. apiVersion: v1
22. metadata:
23.   name: liux-web-svc
24. spec:
25.   type: NodePort
26.   ports:
27.   - port: 80
28.     targetPort: 80
29.     nodePort: 30080
30.   selector:
31.     app: web
32. [root@master231 canary-huidu]#
33. [root@master231 canary-huidu]# kubectl apply -f 01-old.yaml
34. deployment.apps/liux-old created
35. service/liux-web-svc created

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5.2 部署新版本

  先将副本数设置为1，随着新版本的稳固，将副本逐渐调高到3

1. [root@master231 canary-huidu]# cat 02-new.yaml
2. kind: Deployment
3. apiVersion: apps/v1
4. metadata:
5.   name: liux-new
6. spec:
7.   replicas: 1
8.   selector:
9.     matchLabels:
10.       app: web
11.   template:
12.     metadata:
13.       labels:
14.         app: web
15.     spec:
16.       containers:
17.       - name: myweb
18.         image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v2
19. [root@master231 canary-huidu]#
20. [root@master231 canary-huidu]#
21. [root@master231 canary-huidu]# kubectl apply -f 02-new.yaml
22. deployment.apps/liux-new created

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5.3 修改副本数量以及测试结果

  将旧的副本数量手动修改从3-0，与此同时，将新的副本数量从1-3

1. [root@master231 canary-huidu]# kubectl edit deploy liux-old
2. deployment.apps/liux-old edited
3. [root@master231 canary-huidu]# kubectl edit deploy liux-new
4. deployment.apps/liux-new edited
6. #测试访问
7. [root@master231 ~]# while true ; do sleep 0.5;curl  10.0.0.233:30080; done

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三、service

1.概述

        service 用于服务发现和负载平衡。基于labels标签关联后端pod列表，以实现后端节点得动态发现，从而管理endpoints资源；负载平衡，底层借助于kube-proxy组件实现，基于iptables或者ipvs将用户请求转发给不同的Pod以平衡流量。
       Service配置Selector标签, Endpoints Controller(controller manager)会主动创建对应的endpoint对象,否则.不会生成endpoint对象。
2.service范例

   

• ClusterIP（默认）：集群内部访问，主动分配一个仅 Cluster 内部可以访问的虚拟 IP；
  
• NodePort：通过节点IP和端口袒露服务，在ClusterIP基础上为service在所有worker节点绑定一个端口，通过nodeport端口来访问服务；
  
• LoadBalancer：集成云厂商的负载平衡器（如AWS ELB）；
  
• ExternalName：映射到外部DNS。用于将K8S集群外部的服务映射至K8S集群内部访问，让集群内部的Pod能够通过固定的service名称访问集群外部的服务。
  

  3.service示例

1. [root@master-1 nfs]# vim  nginx-demo.yaml
2. apiVersion: v1
3. kind: Service
4. metadata:
5.   labels:
6.     app: nginx-demo
7.   name: nginx-demo
8. spec:
9.   # 指定svc的类型为NodePort，也就是在默认的ClusterIP基础之上多监听所有worker节点的端口而已。
10.   type: NodePort
11.   # 配置端口映射
12.   ports:
13.   - nodePort: 30698
14.     # 指定Service服务本身的端口号
15.     port: 88
16.     protocol: TCP
17.     # 后端Pod提供服务的端口号
18.     targetPort: 80
19.   # 基于标签选择器关联Pod
20.   selector:
21.     app: nginx-demo
23. [root@master-1 nfs]# kubectl  apply -f nginx-demo.yaml
24. [root@master-1 nfs]# kubectl get svc
25. NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
26. kubernetes   ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP        16d
27. nginx-demo   NodePort    10.0.0.187   <none>        88:30698/TCP   2d
28. [root@master-1 nfs]#  kubectl get endpoints
29. NAME             ENDPOINTS                                                  AGE
30. nginx-demo       172.17.1.3:80,172.17.77.11:80                              2d1h
32. [root@master-1 nfs]# kubectl describe svc nginx-demo
33. Name:                     nginx-demo
34. Namespace:                default
35. Labels:                   app=nginx-demo
36. Annotations:              <none>
37. Selector:                 app=nginx-demo
38. Type:                     NodePort
39. IP Family Policy:         SingleStack
40. IP Families:              IPv4
41. IP:                       10.0.0.187
42. IPs:                      10.0.0.187
43. Port:                     <unset>  88/TCP
44. TargetPort:               80/TCP
45. NodePort:                 <unset>  30698/TCP
46. Endpoints:                172.17.1.3:80,172.17.77.11:80
47. Session Affinity:         None
48. External Traffic Policy:  Cluster
49. Events:                   <none>
51. #访问
52. http://192.168.91.22:30698

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4.endpoints

       Endpoint是Kubernetes集群中的一个资源对象,存储在etcd中,用来记载一个Service对应的所有pod的访问地址.

       Service配置Selector, 创建service时Endpoints Controller(controller manager)会主动创建对应的endpoint对象,否则.不会生成endpoint对象.

1. #查看endpoints
2. [root@master-1 nfs]#  kubectl get endpoints
3. NAME             ENDPOINTS                                                  AGE
4. fuseim.pri-ifs   <none>                                                     13d
5. kubernetes       192.168.91.18:6443,192.168.91.19:6443,192.168.91.20:6443   16d
6. nginx-demo       172.17.1.3:80,172.17.77.11:80                              2d1h
7. #查看etcd数据
8. [root@master-1 nfs]#  export ETCDCTL_API=3
9. [root@master-1 nfs]# export ETCD_ENDPOINTS=http://192.168.91.19:2390
10. [root@master-1 nfs]# etcdctl --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} get / --prefix --keys-only | grep 'endpoints/default/nginx-demo'
11. /registry/services/endpoints/default/nginx-demo

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四、Ingress

1.概念

          Ingress是k8s中管理外部流量的焦点组件，通过机动的路由规则和丰富的控制器生态满意多样化需求。
        k8s使用ingress和ingress controller两者联合实现了完备的ingress负载平衡器。 负载分发时，ingress controller基于ingress规则将请求转发到service对应的endpoint上，用于将不同URL的访问请求转发到后端不同的service，以实现http层的业务路由机制。
        全过程：ingress controller-->ingress规则-->services-->endpoints(pod)
2.示例 编写ingress规则

1. 访问nginx.liux.com，将会代理到svc中名称nginx.liux.com端口88上去
2. [root@master-1 ingress]# cat nginx-route-https.yaml
3. #注意命名空间 namespace与要代理的服务需要在同一个名称空间
4. apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
5. kind: IngressRoute
6. metadata:
7.   name: nginx-route
8.   namespace: kube-system
9. spec:
10.   entryPoints:
11.     - web
12.   routes:
13.     - match: Host(`nginx.liux.com`)
14.       kind: Rule
15.       services:
16.         - name: nginx-demo
17.           port: 88

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3.Ingress与service的区别

       在 K8s 中，Ingress 和 Service 都是用于管理网络流量的焦点组件，但它们的职责和使用场景有显著区别。

• Service 是基础网络抽象，确保 Pod 的可访问性。
  
• Ingress 是高级流量网关，专注于 HTTP 路由和集中管理。
  
• 两者通常联合使用：Ingress 处理外部请求的路由，Service 负责内部流量的分发。
  

特性ServiceIngress层级L4（TCP/UDP）L7（HTTP/HTTPS焦点功能服务发现、基础负载平衡高级路由、SSL 制止、流量管理外部袒露方式NodePort、LoadBalancer通过 Ingress Controller + 规则路由规则仅 IP/端口域名、路径、请求头等资源资本每个 LoadBalancer 独立实例单一入口点管理多个服务依赖组件无需额外组件 必要 Ingress Controller
  
示例：一个 Web 应用服务包含frontend-service（前端）和backend-service（后端 API），可进行如下配置：
配置方式：

• Service：为 frontend-service 和 backend-service 创建 ClusterIP 范例的 Service，供集群内访问。
  
• Ingress：界说规则将 www.example.com/ 路由到 frontend-service，将 www.example.com/api 路由到 backend-service，并启用 HTTPS。
  

       如许外部用户通过同一的域名访问，而 Ingress 根据路径将请求分发到不同的 Service，再由 Service 负载平衡到具体的 Pod。
五. ConfigMap 和 Secret

       ConfigMap 和 Secret 都是用于管理应用配置的焦点资源，但它们的用途和安全性有显著区别。
1. ConfigMap

作用：

• 存储 非敏感 的配置数据（如环境变量、配置文件、命令行参数等
  
• 将配置与容器镜像解耦，便于应用配置的机动管理
  

数据格式：

• 数据以 明文 形式存储（如键值对、JSON、YAML 或纯文本文件）
  

典型场景：

• 存储应用的配置文件（如 nginx.conf、application.properties）。
  
• 界说环境变量（如 LOG_LEVEL=debug）。
  
• 共享配置给多个 Pod 或多个容器。
  

安全性：

• 不加密，数据对集群内用户可见，不得当存储敏感信息。
  

使用方式：

• 通过环境变量注入容器。
  
• 挂载为卷（Volume）到 Pod 的文件系统中。
  

示例：

1. #编写cm资源
2. [root@master231 cm]#  cat 02-cm-games.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: ConfigMap
5. metadata:
6.   name: nginx-conf
7. # 指定cm的数据
8. data:
9.   games.conf: |
10.       server {
11.           listen        0.0.0.0:99;
12.           root          /usr/local/nginx/html/bird/;
13.           server_name   game01.liux.com;
14.       }
17. #编写pod资源清单（在此引用cm资源）
18. [root@master231 pod]# vim 16-pods-volumes-configMap-games.yaml
19. apiVersion: v1
20. kind: Pod
21. metadata:
22.   name: liux-games-cm-008
23. spec:
24.   nodeName: worker233
25.   # hostNetwork: true
26.   volumes:
27.   - name: data01
28.     # 指定存储卷类型是configMap
29.     configMap:
30.      # 指定configMap的名称
31.       name: nginx-conf
32.       # 引用configMap中的某个key，若不指定，则引用configMap资源的所有key。
33.       #items:
34.         # 指定configMap的key
35.       #- key: student.info
36.         # 暂时理解为在容器挂载点的文件名称。
37.         #path: banzhan.info
38.   containers:
39.   - name: games
40.     image: harbor.liux.com/liux-games/games:v0.5
41.     volumeMounts:
42.     - name: data01
43.       #mountPath: /liux-linux86
44.       mountPath: /etc/nginx/conf.d/
45.       

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2.Secret

作用：

• 存储 敏感信息（如密码、API 密钥、TLS 证书、SSH 密钥等）。
  
• 提供一定程度的安全掩护（非完全加密，需联合其他机制增强安全性）。
  

数据格式：

• 数据以 Base64 编码 形式存储（非加密，仅防意外泄漏）。
  
• 支持 stringData 字段直接写入明文（主动转换为 Base64）。
  

典型场景：

• 存储数据库密码（如 mysql-password）。
  
• 存储 TLS 证书（如 tls.crt 和 tls.key）。
  
• 容器镜像仓库的认证信息（如 Docker harbor 凭据）。
  

安全性：

• Base64 编码仅防止明文袒露，仍需配合以下步伐
  
• 启用 Kubernetes 的 Secret 加密机制（如使用 KMS、Vault）。
  
• 限制集群内 RBAC 权限（制止未授权访问）。
  

使用方式：

• 通过环境变量注入容器（不保举，可能被日志记载）。
  
• 挂载为卷到 Pod 的文件系统中（更安全）。
  

示例一创建：

1. #1.声明式创建
2. [root@master231 secrets]# echo admin |base64
3. YWRtaW4K
4. [root@master231 secrets]# echo 12366 |base64
5. MTIzNjYK
6. [root@master231 secrets]# vim 01-secret-userinfo.yaml
8. apiVersion: v1
9. kind: Secret
10. metadata:
11.   name: my-secrets-01
12. data:
13.   # 对于Secret的值进行base64编码，当Pod的容器使用secret时会自动对数据进行解码
14.   username: YWRtaW4K
15.   password: MTIzNjYK
16. [root@master231 secrets]# kubectl apply -f 01-secret-userinfo.yaml
17. secret/my-secrets-01 created
18. [root@master231 secrets]# kubectl get secrets
19. NAME                                 TYPE                                  DATA   AGE
20. my-secrets-01                        Opaque                                2      82s
22. #2. 响应式创建
23. # - 基于命令行key=value的方式创建
24. [root@master231 secrets]# kubectl create secret generic my-secrets-02 --from-literal=username='admin' --from-literal=password='12366'
25. # - 基于命令行读取文件的方式创建
26. [root@master231 secrets]# ssh-keygen -t rsa -f ~/.ssh/id_rsa -P '' -q
27. [root@master231 secrets]# kubectl create secret generic my-secrets-03 --from-file=ssh-privatekey=/root/.ssh/id_rsa --from-file=ssh-publickey=/root/.ssh/id_rsa.pub
29. #响应式创建harbor的认证信息
30. [root@master231 secrets]#  kubectl create secret docker-registry liux-harbor --docker-username=admin --docker-password=12366 --docker-email=admin@liux.com --docker-server=harbor.liux.com

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示例二引用：

1. #3.在pod中引用  基于存储卷、环境变量的方式挂载
2. [root@master231 pod]# cat 31-pods-secrets-env-volumes.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: Pod
5. metadata:
6.   name: linux86-web-secrets-env-cm-001
7. spec:
8.   volumes:
9.   - name: data01
10.     # 指定存储卷类型为secret
11.     secret:
12.       # 指定secret的名称
13.       secretName: my-secrets-01
14.   - name: data02
15.     secret:
16.       secretName: my-secrets-01
17.       items:
18.       - key: username
19.         path: username.info
20.       - key: password
21.         path: password.txt
22.   containers:
23.   - name: web
24.     image: harbor.liux.com/liux-web/nginx:1.25.1-alpine
25.     #基于存储卷的方式挂载
26.     volumeMounts:
27.     - name: data01
28.       mountPath: /liux-linux86-secrets
29.     - name: data02
30.       mountPath: /liux-linux86-secrets-2
31.     #基于环境变量的方式挂载
32.     env:
33.     - name: liux_USERNAME
34.       valueFrom:
35.         # 值引用自某个secret
36.         secretKeyRef:
37.           # 指定secret的名称
38.           name: my-secrets-01
39.           # 指定引用secret对应的key
40.           key: username
41.     - name: liux_SSH_PRIVATEKEY
42.       valueFrom:
43.         secretKeyRef:
44.           name: my-secrets-03
45.           key: ssh-privatekey
46. [root@master231 pod]#
47. [root@master231 pod]# kubectl apply -f 31-pods-secrets-env-volumes.yaml
48. pod/linux86-web-secrets-env-cm-001 created
49. [root@master231 pod]# kubectl get pods
50. NAME                               READY   STATUS        RESTARTS      AGE
51. linux86-web-secrets-env-cm-001     1/1     Running       0             8s
52. [root@master231 pod]# kubectl exec -it linux86-web-secrets-env-cm-001 -- env
54. #在pod中引用harbor登录信息 注意，请确保你创建的用户必须在harbor中对相应的项目有访问权限！
55. [root@master231 pod]# cat 32-pods-harbor-secrets.yaml
56. apiVersion: v1
57. kind: Pod
58. metadata:
59.   name: linux86-secrets-harbor-001
60. spec:
61.   # 指定harbor的secret认证信息，可以指定多个。
62.   imagePullSecrets:
63.   - name: harbor-liuxing
64. # - name: liux-harbor
65.   containers:
66.   - name: web
67.     image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1
68.      # 指定镜像的拉取策略，若不指定，当tag为latest时，默认是Always，当tag非latest时，则默认策略为IfNotPresent
69.     imagePullPolicy: Always
70.     # imagePullPolicy: IfNotPresent

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3.总结

特性ConfigMapSecret数据范例非敏感配置（明文）敏感信息（Base64 编码）安全性无加密，明文存储Base64 编码（非加密），需额外安全步伐典型用途配置文件、环境变量、命令行参数密码、密钥、证书存储限制无大小限制每个 Secret 最大 1MiB更新与热加载支持更新，挂载为卷时可主动同步同 ConfigMap，但需注意敏感数据更新策略

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