四、kubernetes 核心技术-Pod

2024-02-14 14:51:46

1、Pod 概述

最小部署的单元
包含多个容器（一组容器的集合）
一个pod中的容器共享网络命名空间
pod是短暂的

2、Pod 特性

(1)资源共享
一个 Pod 里的多个容器可以共享存储和网络，可以看作一个逻辑的主机。共享的如 namespace,cgroups 或者其他的隔离资源。
多个容器共享同一 network namespace，由此在一个 Pod 里的多个容器共享 Pod 的 IP 和端口 namespace，所以一个 Pod 内的多个容器之间可以通过 localhost 来进行通信,所需要注意的是不同容器要注意不要有端口冲突即可。不同的 Pod 有不同的 IP,不同 Pod 内的多个容器之前通信，不可以使用 IPC(如果没有特殊指定的话)通信，通常情况下使用 Pod 的 IP 进行通信。
一个 Pod 里的多个容器可以共享存储卷，这个存储卷会被定义为 Pod 的一部分，并且可以挂载到该 Pod 里的所有容器的文件系统上。

(2)生命周期短暂
Pod 属于生命周期比较短暂的组件，比如，当 Pod 所在节点发生故障，那么该节点上的 Pod 会被调度到其他节点，但需要注意的是，被重新调度的 Pod 是一个全新的 Pod,跟之前的 Pod 没有半毛钱关系。

(3)平坦的网络
K8s 集群中的所有 Pod 都在同一个共享网络地址空间中，也就是说每个 Pod 都可以通过其他 Pod 的 IP 地址来实现访问。

3、Pod 定义

(1)下面是 yaml 文件定义的 Pod 的完整内容

  apiVersion: v1             #指定api版本，此值必须在kubectl apiversion中  
  kind: Pod                  #指定创建资源的角色/类型  
  metadata:                  #资源的元数据/属性  
    name: django-pod         #资源的名字，在同一个namespace中必须唯一  
    labels:                  #设定资源的标签，使这个标签在service网络中备案，以便被获知
      k8s-app: django
      version: v1  
      kubernetes.io/cluster-service: "true"  
    annotations:             #设置自定义注解列表  
       - name: String         #设置自定义注解名字  
  spec:                      #设置该资源的内容  
    restartPolicy: Always    #表示自动重启，一直都会有这个容器运行
    nodeSelector:            #选择node节点14     zone: node1  
    containers:  
    - name: django-pod        #容器的名字  
      image: django:v1.1      #容器使用的镜像地址  
      imagePullPolicy: Never #三个选择Always、Never、IfNotPresent，每次启动时检查和更新（从registery）images的策略，
                             # Always，每次都检查
                             # Never，每次都不检查（不管本地是否有）
                             # IfNotPresent，如果本地有就不检查，如果没有就拉取
      command: ['sh']        #启动容器的运行命令，将覆盖容器中的Entrypoint,对应Dockefile中的ENTRYPOINT  
      args: ["$(str)"]       #启动容器的命令参数，对应Dockerfile中CMD参数  
      env:                   #指定容器中的环境变量  
      - name: str            #变量的名字  
        value: "/etc/run.sh" #变量的值  
      resources:             #资源管理
        requests:            #容器运行时，最低资源需求，也就是说最少需要多少资源容器才能正常运行  
        cpu: 0.1           #CPU资源（核数），两种方式，浮点数或者是整数+m，0.1=100m，最少值为0.001核（1m）
          memory: 32Mi       #内存使用量  
        limits:              #资源限制  
          cpu: 0.5  
          memory: 32Mi  
      ports:  
      - containerPort: 8080    #容器开发对外的端口
        name: uwsgi          #名称
        protocol: TCP  
      livenessProbe:         #pod内容器健康检查的设置
        httpGet:             #通过httpget检查健康，返回200-399之间，则认为容器正常  
          path: /            #URI地址  
          port: 8080  
          #host: 127.0.0.1   #主机地址  
          scheme: HTTP  
        initialDelaySeconds: 180 #表明第一次检测在容器启动后多长时间后开始  
        timeoutSeconds: 5    #检测的超时时间  
        periodSeconds: 15    #检查间隔时间  
        #也可以用这种方法  
        #exec: 执行命令的方法进行监测，如果其退出码不为0，则认为容器正常  
        #  command:  
        #    - cat  
        #    - /tmp/health  
        #也可以用这种方法  
        #tcpSocket: //通过tcpSocket检查健康   
        #  port: number   
      lifecycle:             #生命周期管理(钩子)  
        postStart:           #容器运行之前运行的任务  
          exec:  
            command:  
              - 'sh'  
              - 'yum upgrade -y'  
        preStop:             #容器关闭之前运行的任务  
          exec:  
            command: ['service httpd stop']  
      volumeMounts:          #挂载设置
      - name: volume         #挂载设备的名字，与volumes[*].name 需要对应    
        mountPath: /data     #挂载到容器的某个路径下  
        readOnly: True  
    volumes:                 #定义一组挂载设备  
    - name: volume           #定义一个挂载设备的名字  
      #meptyDir: {}  
      hostPath:  
        path: /opt           #挂载设备类型为hostPath，路径为宿主机下的/opt

(2) 多个容器组成的 Pod 的 yaml 示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: nginx
	image: nginx:1.14
	imagePullPolicy: Always

(3) 创建

kubectl create -f xxx.yaml

(4) 查看

kubectl get pod/po <Pod_name> 
kubectl get pod/po <Pod_name> -o wide 
kubectl describe pod/po <Pod_name>

(5) 删除

kubectl delete -f pod pod_name.yaml 
kubectl delete pod --all/[pod_name]

4、Pod 的分类

Pod 有两种类型
(1) 普通 Pod
普通 Pod 一旦被创建，就会被放入到 etcd 中存储，随后会被 Kubernetes Master 调度到某个具体的 Node 上并进行绑定，随后该 Pod 对应的 Node 上的 kubelet 进程实例化成一组相关的 Docker 容器并启动起来。在默认情况下，当 Pod 里某个容器停止时，Kubernetes 会自动检测到这个问题并且重新启动这个 Pod 里某所有容器，如果 Pod 所在的 Node 宕机，则会将这个 Node 上的所有 Pod 重新调度到其它节点上。

(2) 静态 Pod
静态 Pod 是由 kubelet 进行管理的仅存在于特定 Node 上的 Pod,它们不能通过 API Server 进行管理，无法与 ReplicationController、Deployment 或 DaemonSet 进行关联，并且 kubelet 也无法对它们进行健康检查。

5、Pod 生命周期和重启策略

(1) Pod状态

状态值	说明
Pending	API Server已经创建该Pod，但是Pod中的一个或多个容器的镜像还没有创建，包括镜像下载过程
Running	Pod容器已创建，茄汁少一个容器处于运行状态，正在启动状态或正在重启状态
Completed	Pod内所有容器均成功执行退出，且不会在重启
Failed	Pod内所有重启均已退出，但至少一个容器退出失败
Unknown	由于某种原因无法获取Pod状态，例如网络通信不畅

(2) Pod重启策略
Pod 的重启策略包括 Always、OnFailure 和 Never，默认值是 Always

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.28.4
    args:
    - /bin/sh
    - -c 
    - sleep 36000
  restartPolicy: Nerver
  # Always: 当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略。
  # OnFailure: 当容器异常退出（退出状态码非0）时，才重启容器
  # Nerver: 当容器终止退出，从不重启容器

(3) 常见状态转换

6、Pod资源配置

每个 Pod 都可以对其能使用的服务器上的计算资源设置限额，Kubernetes 中可以设置限额的计算资源有 CPU 与 Memory 两种，其中 CPU 的资源单位为 CPU 数量,是一个绝对值而非相对值。Memory 配额也是一个绝对值，它的单位是内存字节数。
Kubernetes 里，一个计算资源进行配额限定需要设定以下两个参数: Requests 该资源最小申请数量，系统必须满足要求 Limits 该资源最大允许使用的量，不能突破，当容器试图使用超过这个量的资源时，可能会被 Kubernetes Kill 并重启

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: db
    image: mysql
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "password"
      
    resources:
      requests:       # 根据资源进行调度
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
        
      limits:         # 资源限制
        memory: "128Mi"   
        cpu: "500m"

7、Pod拉取镜像策略

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: 
  name: mypod
spec:
	containers:
	  - name: nginx
	    image: nginx:1.14
	    imagePullPolicy: Always
	    # IfNotPresent: 在宿主机上不存在时，才拉取
	    # Always：默认值，每次创建Pod，都会重新拉取一次镜像
	    # NeverL: pod永远不会主动拉取镜像

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