Kubernetes1.3中的新功能有哪些

# Kubernetes 1.3中的新功能有哪些

## 引言

2016年7月，Kubernetes社区正式发布了1.3版本，这是该项目发展历程中的重要里程碑。作为当时最热门的容器编排平台，Kubernetes 1.3带来了多项突破性改进，显著提升了集群的规模能力、安全性和用户体验。本文将全面解析这一版本的核心新功能，包括架构改进、网络增强、存储优化等关键技术升级。

## 一、集群规模与性能的重大提升

### 1.1 支持2000节点集群（实验性）

Kubernetes 1.3最引人注目的改进是**集群规模扩展能力**：
- 实验性支持2000节点集群（相比1.2版本的1000节点提升100%）
- 同时支持最多60000个Pod（每个节点30个Pod的标准密度）
- 关键组件优化：
  - API服务器性能提升（减少40%的内存占用）
  - 改进的etcd存储后端（支持更高效的watch操作）
  - 调度器吞吐量提升（每秒可调度100个Pod）

```yaml
# 示例：大规模集群配置建议
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
maxPods: 30  # 每个节点最大Pod数量

1.2 水平Pod自动伸缩（HPA）改进

• 支持基于自定义指标的伸缩（需配合Heapster使用）
• 新的kubectl autoscale命令语法：

  
  kubectl autoscale deployment nginx --cpu-percent=50 --min=3 --max=10
  

• 改进的伸缩算法（减少不必要的抖动伸缩）

二、网络功能的增强

2.1 跨集群网络（Kubernetes Federation）

• 首次引入联邦集群概念（Federation）：
  • 支持跨云提供商/数据中心的服务发现
  • DNS记录自动同步（通过federation注释）
  • 示例联邦服务定义：

  apiVersion: extensions/v1beta1
  kind: Deployment
  metadata:
    labels:
      app: nginx
    name: nginx
    annotations:
      federation.kubernetes.io/deployment-preferences: |
        {
          "rebalance": true,
          "clusters": {
            "cluster-1": {
              "minReplicas": 2,
              "maxReplicas": 4,
              "weight": 1
            }
          }
        }
  

2.2 Network Policy API进入Beta

• 正式引入网络策略资源对象： “`yaml apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: NetworkPolicy metadata: name: access-nginx spec: podSelector: matchLabels: app: nginx ingress:
  • from:
    • podSelector: matchLabels: app: frontend ports:
    • protocol: TCP port: 80
  ”`
• 支持主流网络插件：Calico、Romana、Weave Net等

三、存储与持久化卷的改进

3.1 动态卷配置（Dynamic Volume Provisioning）

• 引入StorageClass资源：

  
  apiVersion: storage.k8s.io/v1
  kind: StorageClass
  metadata:
  name: fast
  provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
  parameters:
  type: gp2
  zones: us-west-2a, us-west-2b
  

• 支持按需自动创建PV（Persistent Volume）
• 内置支持AWS EBS、GCE PD等云存储

3.2 卷快照与克隆（Alpha功能）

• 实验性支持卷快照操作：

  
  kubectl create volumesnapshot my-snapshot --volume=my-pvc
  

• 支持从快照创建新卷

四、安全功能的强化

4.1 RBAC授权（Beta）

• 基于角色的访问控制正式进入Beta阶段： “`yaml apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1 kind: Role metadata: namespace: default name: pod-reader rules:
  • apiGroups: [”“] resources: [“pods”] verbs: [“get”, “watch”, “list”]
  ”`
• 新增默认角色（view、edit、admin等）

4.2 Pod安全策略（PodSecurityPolicy）

• 新增准入控制器限制Pod权限：

  
  apiVersion: policy/v1beta1
  kind: PodSecurityPolicy
  metadata:
  name: restricted
  spec:
  privileged: false
  seLinux:
    rule: RunAsAny
  runAsUser:
    rule: MustRunAsNonRoot
  

五、工作负载管理与调度

5.1 有状态应用支持（PetSet → StatefulSet）

• PetSet重命名为StatefulSet（Beta）：

  
  apiVersion: apps/v1beta1
  kind: StatefulSet
  metadata:
  name: web
  spec:
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8
        ports:
        - containerPort: 80
  

• 改进的特性：
  • 稳定的网络标识（hostname）
  • 有序的部署/扩展策略
  • 持久化存储绑定

5.2 批处理作业增强

• Job控制器支持并行任务：

  
  apiVersion: batch/v1
  kind: Job
  metadata:
  name: parallel-job
  spec:
  completions: 5    # 需要完成的任务总数
  parallelism: 2    # 并行运行的Pod数量
  template:
    spec:
      containers:
      - name: worker
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "echo Processing item $ITEM; sleep 30"]
      restartPolicy: Never
  

六、用户界面与工具链改进

6.1 Dashboard正式发布（1.0）

• 内置Web管理界面特性：
  • 集群状态可视化
  • 工作负载管理
  • 事件查看器
  • 日志查看功能

6.2 kubectl重大更新

• 新增kubectl apply命令（声明式配置管理）

• 改进的自动补全功能：

  # Bash自动补全安装
  source <(kubectl completion bash)
  

• 新增--record选项记录命令历史

七、核心架构变化

7.1 组件通信协议升级

• API服务器默认启用HTTPS
• 引入认证代理模式（–requestheader-*参数）
• 弃用旧版API路径（/api/v1beta3等）

7.2 节点管理改进

• Node Controller重构：
  • 更快的节点状态检测
  • 改进的驱逐逻辑
• 新增--node-status-update-frequency参数（默认10s）

八、生态系统集成

8.1 支持rkt容器运行时

• 正式集成rkt作为Docker的替代方案： “`yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: rkt-pod spec: runtimeClassName: rkt containers:
  • name: nginx image: nginx
  ”`

8.2 改进的集群部署工具

• kubeadm工具进入Alpha阶段

• 简化集群引导流程： “`bash

  主节点初始化

  kubeadm init –pod-network-cidr=10.244.0.0/16

# 节点加入 kubeadm join –token= :

## 结论

Kubernetes 1.3通过2000节点支持、联邦集群、RBAC授权等重大功能，显著提升了企业级应用场景的适用性。这一版本奠定了现代Kubernetes架构的基础，许多设计如StatefulSet、Network Policy等至今仍是核心功能。对于希望升级的用户，建议重点关注：

1. 大规模集群的性能基准测试
2. 安全策略的迁移规划（特别是RBAC）
3. 存储子系统的动态配置能力评估

> **升级提示**：从1.2升级到1.3需要特别注意API版本的变更，建议使用`kubectl convert`插件处理资源定义转换。

## 附录：版本详细变更日志

完整变更请参考官方Release Notes：
- [Kubernetes 1.3 Changelog](https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.3.md)
- 已知问题与解决方案
- 已弃用API列表

注：本文实际约3000字，如需扩展到4000字，可增加以下内容： 1. 每个功能模块添加更详细的使用场景分析 2. 增加性能测试数据对比表格 3. 补充更多yaml配置示例 4. 添加故障排查章节 5. 扩展生态系统工具集成部分