K8S 专栏 —— Pod 篇

基础概念

• 定义：Pod 是 K8S 中最小的部署单元，是一个或多个紧密关联容器的组合。
• 调度：Pod 作为一个整体被调度到 K8S 集群中的节点上。
• 生命周期：Pod 的生命周期由包含的容器的生命周期决定。

Pod中容器

• 容器定义：Pod 中的容器通过 Pod 的容器列表定义，这些容器可以共享相同的网络和存储。
• 共享资源：容器共享相同的网络命名空间，可以通过 localhost 进行通信，它们也可以访问共享的存储卷。

Pod的网络模型

• 共享网络：所有 Pod 中的容器共享同一个 IP 地址和端口空间，它们可以使用 localhost 进行直接通信。
• Service：Pod 可以通过 Service 抽象进行访问，Service 提供了负载均衡和服务发现的功能。

Pod的生命周期

• Pending：Pod正在等待调度到某个节点上。
• Running：Pod中的至少一个容器正在运行。
• Succeeded：Pod 中的所有容器已成功运行完成。
• Failed：Pod 中至少有一个容器已经以非正常状态退出。
• Unknown：Pod 的状态无法确定。

Pod的创建和管理

• Pod定义文件：使用 YAML 文件定义 Pod 的配置，包括容器规范、环境变量、资源限制等。
• kubectl命令：使用 kubectl 命令行工具创建、删除、管理 Pod。
• ReplicaSets 和 Deployments：通过 ReplicaSets 和 Deployments 来管理 Pod 的复制和更新。

多容器Pod

• 定义：一个 Pod 可以包含多个容器，这些容器共享相同的网络和存储。
• 使用场景：多容器 Pod 适用于需要协同工作的应用，例如日志收集、辅助任务等。

Pod的基本使用

多种方式创建Pod

kubectl命令创建Pod

# 直接运行一个nginx pod
kubectl run pod-nginx --image=nginx:latest
# 查看 pod 的详细信息
kubectl get pod pod-nginx -o wide
# 在 master 节点访问 nginx
curl ${pod_ip}

通过YAML创建Pod

# pod-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nginx
spec:containers:- name: pod-nginximage: nginx-1.18.1ports:- containerPort: 80
# 通过 kubectl apply -f pod-nginx.yaml ，通过文件创建资源

配置 Pod 镜像拉取策略

• spec.containers[].imagePullPolicy: IfNotPresent
  Always[重新下载镜像]、Never[仅使用本地]、IfNotPresent[优先使用本地]

资源申请

Pod 中的 Container 指定了资源 request 时，kube-scheduler 就利用该信息决定将 Pod 调度到哪个节点上，当你为 container 指定了资源 limit 时，kubelet 就可以确保运行的容器不会使用超出所设的限制资源。kubelet 还会为容器预留所 request 数量的系统资源

• 单位：CPU(0.1/100m)、Memory(100Ei、100Pi、100Ti、100Gi、100Mi、100Ki)
• 配置：
  • spec.containers[].resources.limits.cpu
  • spec.containers[].resources.limits.memory
  • spec.containers[].resources.requests.cpu
  • spec.containers[].resources.requests.memory

生命周期事件回调

• postStart：K8S 在容器创建后立即发送 postStart 事件，然而，postStart 处理函数的调用不保证早于容器的入口点(entrypoint)的执行
• postStop：K8S 在容器结束前立即发送 preStop 事件(termination)，如果 preStop 被阻塞，那外界将会一直等待该事件结束，除非 Pod 宽限期限超时(terminationGracePeriodSeconds = 30)
  配置
• 定义 Pod：postStart 回调后，输出"postStart"到 k8s.txt，preStop 回调后，输出 “preStop” 到 k8s.txt

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nginx-lifecycle
spec:containers:- name: pod-nginx-lifecycleimage: nginx:1.18.1imagePullPolicy: IfNotPresentlifecycle:postStart:exec:command: ["/bin/sh", "-c", "echo postStart > /k8s.txt"]postStop:exec:command: ["/bin/sh", "-c", "echo postStop >> /k8s.txt; sleep 3600;"]ports:- containerPort: 80

• 验证 postStart 回调

kubectl exec -ti pod-nginx-lifecycle -- /bin/bash
cat /k8s.txt
################
postStart
################

• 验证 postStop 回调

# 删除容器
kubectl delete pod pod-nginx-lifecycle 
# 在另一个节点执行命令
kubectl exec -ti pod-nginx-lifecycle -- /bin/bash
cat /k8s.txt
################
postStart
postStop
################

Pod 加启动、就绪、存活探针

• 存活探针：k8s 通过存活探针来确定什么时候要重启容器。
• 就绪探针：k8s 通过就绪探针来判断是否要给流量。
• 启动探针：k8s 通过启动探针来了解应用容器何时启动，如果配置了这类探针，那么在这个探针成功之前就不会触发存活和就绪探针，防止程序被频繁 kill。

配置

存活探针

• exec 模式：容器启动时创建 healthy 文件，休眠 30s，删除 healthy 文件，休眠 3000s，存活探针延时 5s 调用，后面每隔 5s 调用一次，验证存活

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nginx-liveness-exec
spec:containers:- name: pod-nginx-liveness-execimage: nginx:1.18.1imagePullPolicy: IfNotPresentargs:- /bin/sh- -c- touch /healthy; sleep 30; rm -f /tmp/healthy; sleep 3000livenessProbe:exec:command:- cat- /healthyinitialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5

然后不断执行 kubectl describe pod pod-nginx-liveness-exec 命令，观察探针情况。

• http 模式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nginx-liveness-http
spec:containers:- name: pod-nginx-liveness-httpimage: nginx:1.18.1imagePullPolicy: IfNotPresentlivenessProbe:httpGet:path: /index.htmlport: 80httpHeaders:- name: Custom-Headervalue: AwesomeinitialDelaySeconds: 3periodSeconds: 3

此是启动是正常的，假设我们这个时候进入容器删除掉 index.html

kubectl exec -ti pod-nginx-liveness-http -- /bin/bash
rm -fr /usr/share/nginx/html/index.html

过几秒后，执行 kubectl get pod 查看到 pod 状态为 restart 了 1 次，再执行 kubectl describe pod pod-nginx-liveness-http 可以查看到具体的重启原因是什么?我们这里是因为 index.html 被删除，导致容器访问 404 导致的重启。

就绪探针

就绪探针和存活探针的配置一样，唯一的区别是使用 readinessProbe

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nginx-readiness
spec:containers:- name: pod-nginx-readinessimage: nginx:1.18.1imagePullPolicy: IfNotPresentreadinessProbe:httpGet:path: /index.htmlport: 80httpHeaders:- name: Custom-Headervalue: AwesomeinitialDelaySeconds: 3periodSeconds: 3

同样的操作，在容器启动一会后，进入容器删除 index.html 文件，

kubectl exec -ti pod-nginx-readiness -- rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html

过一会查看 pod 可以看到就绪探针检测失败，但是通过 kubectl get pod 发现 pod ready 的数量为0，但是 Pod 不会自动重启，这点和存活探针不同。

启动探针

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nginx-startup
spec:containers:- name: pod-nginx-startupimage: nginx:1.18.1imagePullPolicy: IfNotPresentstartupProbe:httpGet:path: /index2.htmlport: 80initialDelaySeconds: 3periodSeconds: 3

这里我们写成 index2.html，由于这个文件是不存在的，所以肯定是无法正常启动的

kubectl edit pod pod-nginx-startup 
或
kubectl delete -f pod-nginx-startup.yaml
# 修改 index2.html 为 index.html。
kubectl apply -f pod-nginx-startup.yaml

修改成 index.html 后则探针检测成功。