【Day07】Kubernetes 的管家：Namespace 的分區魔法

17th鐵人賽

Sean

2025-09-14 17:54:24

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前情提要

昨天我們體驗了 Deployment，看到它如何在 ReplicaSet 之上提供更高層次的抽象，幫我們解決應用程式更新時的痛點。不管是 Rolling Update (滾動更新) 確保不中斷服務，還是 Roll Back (快速回滾) 應對突發 bug，都讓我們更好的去管理應用的生命週期。

不過，隨著叢集裡的服務和資源越來越多，新的問題也開始浮現：

Pod、Service、Deployment 名稱一多，很容易撞名
開發、測試、正式環境混在一起，難以分清
多個團隊共用同一個叢集時，資源管理就會變得更複雜

這時候，我們需要一個「分門別類」的機制，幫忙把叢集裡的資源整理好。
👉 這就是 Namespace 的登場時機。

Namespace 介紹

在 Kubernetes Cluster 中，會有很多 Deployment 在運行，特別是當我們要區分 dev、stage、prod 環境時，很容易發生資源混在一起的狀況。

Namespace 就像「不同的房子」，同名的人在不同房子裡不會混淆，每個Namespace擁有獨立運行環境及資源限制。

同一個 Namespace：資源可以直接用名稱互相引用。
不同 Namespace：仍可互相存取，但需要完整格式，例如：

mysql.connect("db.prod.svc.cluster.local")

⚠️ 重要‼️
刪除 Namespace 時，該 Namespace 裡的所有資源物件也會一併刪除。因此需要特別注意！管理者需要控制 RBAC 權限設定 (之後會聊到)，避免誤刪或越權操作。

實戰 🔥

查看 Namespace

先來看看 Kubernetes 預設有哪些 Namespace：

kubectl get namespace

下圖我們可以看到這些都是 KinD 系統預設會建立的 Namespace：

Namespace	主要用途
default	使用者的預設工作區，當我們建立 Pod、Deployment 沒有指定 Namespace 的話預設都是存在這邊。
kube-system	存放 K8s 核心系統元件，所有負責管理和運作整個 Cluster 的核心元件 (Control Plane Components) 都會被放在這裡。
kube-public	主要用來存放一些需要被公開存取的叢集資訊，例如用來加入節點的 `cluster-info、ConfigMap`。一般使用者很少會直接用到它。
kube-node-lease	這是系統內部用來確認所有 Node 是否健康運作的地方。
local-path-storage	這是 KinD 特有的，用來提供儲存功能。簡單來說是為了讓 KinD 叢集可以使用本機硬碟作為儲存空間。

查看 Namespace 中所有的 Pod

來看看這些 Namespace 裡面都有什麼 Pod。

kubectl get pods -A

下圖可以看到：

我建立的 deployment 在 default Namespace
kube-system 包含我們在【Day02】搞懂 K8s 架構：Master Node 和 Worker Node 的分工合作提及的 Kubernetes 核心元件：etcd、api-server、kube-proxy、kube-controller-manager、kube-scheduler
還有其他重要服務：
- coredns：讓 Pod 之間可以用服務名稱互相溝通
- kindnet：負責處理 Pod 之間的網路通訊

建立 Namespace

Imperative (命令式) 建立

# 建立 Namespace
kubectl create namespace dev

# 在 dev Namespace 中建立 Deployment
kubectl -n dev apply -f deployment-def.yaml

# 查看 dev Namespace 中的 Pod
kubectl get pods -n dev
kubectl get pods --namespace=dev

可以看到不同 Namespace 中可以使用相同名字：

Declarative (聲明式) 建立

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

切換 Namespace

Imperative (命令式) 建立

前面提到 Kubernetes 預設使用 default Namespace，可以用以下指令切換到指定的 Namespace：

kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace=dev

透過上述指令，就可以讓我們把預設的從 default 的 Namespace 變成我指定的 Namespace。

Declarative (聲明式) 建立

但是這樣切換在實際開發的時候其實很不直覺，用 Imperative (命令式) 切換 Namespace 再建立 Deployment 並不是最佳實務。應該是建立好 Namespace 之後，在 YAML 檔中直接指定 Namespace：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
  labels:
    app: myapp
    type: front-end
  namespace: dev       # 指定 dev Namespace
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      type: front-end
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        type: front-end
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx

這樣就可以透過聲明式方式，把 Deployment 建立在指定的 Namespace 了！