『K8S 入门』二：深入 Pod

『K8S 入门』二：深入 Pod

一、基础命令

1. 获取所有 Pod

kubectl get pods

2. 获取 deploy

kubectl get deploy

3. 删除 deploy，这时候相应的 pod 就没了

kubectl delete deploy nginx

4. 虽然删掉了 Pod，但是这是时候还有 service，我们可以也删掉

kubectl get services
kubectl delete svc nginx

5. 自己创建配置文件，构建 Pod

mkdir pods
touch nginx-demo.yaml

• 常用的资源清单

参数名	类型	字段说明
apiVersion	String	K8S APl 的版本，可以用 kubectl api versions 命令查询
kind	String	yam 文件定义的资源类型和角色
metadata	Object	元数据对象，下面是它的属性
metadata.name	String	元数据对象的名字，比如 pod 的名字
metadata.namespace	String	元数据对象的命名空间
Spec	Object	详细定义对象
spec.containers[]	list	定义 Spec 对象的容器列表
spec.containers[].name	String	为列表中的某个容器定义名称
spec.containers[].image	String	为列表中的某个容器定义需要的镜像名称
spec.containers[].imagePullPolicy	string	定义镜像拉取策略，有 Always、Never、IfNotPresent 三个值可选 - Always（默认）：意思是每次都尝试重新拉取镜像 - Never：表示仅适用本地镜像 - IfNotPresent：如果本地有镜像就使用本地镜像，没有就拉取在线镜像。
spec.containers[].command[]	list	指定容器启动命令，因为是数组可以指定多个，不指定则使用镜像打包时使用的启动命令。
spec.containers[].args[]	list	指定容器启动命令参数，因为是数组可以指定多个。
spec.containers[].workingDir	string	指定容器的工作目录
spec.containers[].volumeMounts[]	list	指定容器内部的存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name	string	指定可以被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath	string	指定可以被容器挂载的存储卷的路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly	string	设置存储卷路径的读写模式，ture 或者 false，默认是读写模式
spec.containers[].ports[]	list	指定容器需要用到的端口列表
spec.containers[].ports[].name	string	指定端口的名称
spec.containers[].ports[].containerPort	string	指定容器需要监听的端口号
spec.containers[].ports[].hostPort	string	指定容器所在主机需要监听的端口号，默认跟上面 containerPort 相同，注意设置了 hostPort 同一台主机无法启动该容器的相同副本（因为主机的端口号不能相同，这样会冲突）
spec.containers[].ports[].protocol	string	指定端口协议，支持 TCP 和 UDP，默认值为 TCP
spec.containers[].env[]	list	指定容器运行前需设置的环境变量列表
spec.containers[].env[].name	string	指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value	string	指定环境变量值
spec.containers[].resources	Object	指定资源限制和资源请求的值（这里开始就是设置容器的资源上限）
spec.containers[].resources.limits	Object	指定设置容器运行时资源的运行上限
spec.containers[].resources.limits.cpu	string	指定 CPU 的限制，单位为 Core 数，将用于 docker run --cpu-shares 参数
spec.containers[].resources.limits.memory	string	指定 mem 内存的限制，单位为 MIB、GiB
spec.containers[].resources.requests	Object	指定容器启动和调度时的限制设置
spec.containers[].resources.requests.cpu	string	CPU请求，单位为core数，容器启动时初始化可用数量
spec.containers[].resources.requests.memory	string	内存请求，单位为MIB、GiB，容器启动的初始化可用数量
spec.restartPolicy	string	定义 pod 的重启策略，可选值为 Always、OnFailure、Never，默认值为 Always。 - Always：pod 一旦终止运行，则无论容器是如何终止的，kubelet 服务都将重启它。 - OnFailure：只有 pod 以非零退出码终止时，kubelet 才会重启该容器。如果容器正常结束（退出码为0），则 kubectl 将不会重启它。 - Never：Pod 终止后，kubelet 将退出码报告给 master，不会重启该 pod
spec.nodeSelector	Object	定义 Node 的 label 过滤标签，以 key：value 格式指定
spec.imagePullSecrets	Object	定义 pull 镜像时使用 secret 名称，以 name：secretkey 格式指定
spec.hostNetwork	Boolean	定义是否使用主机网络模式，默认值为 false。设置 true 表示使用宿主机网络，不使用 docker 网桥，同时设置了 true将无法在同一台宿主机上启动第二个副本

• 创建一个 nginx-pod 例子

apiVersion: v1 # api 文档版本
kind: Pod # 资源对象类型，可以配置为像Deployment StatefulSet这一类的对象
metadata: # Pod相关的元数据，用于描述Pod的数据
  name: nginx-demo #Pod的名称
  labels: # 定义Pod的标签，这个标签可以自己任意指定，是无所谓的
    type: app # 自定义label标签，名字为type，值为app
    version: 1.0.0 # 自定义label标签，描述版本号
  namespace: 'default' # 命名空间的配置
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
    workingDir: /usr/share/nginx/html/ # 定义容器启动后的工作目录
    ports:
    - name: http # 端口名称，随便起
      containerPort: 80 # 描述容器要暴露什么端口
      protocol: TCP # 描述端口是用那种通信协议
    env: # 环境变量
    - name: JVM_OPTS # 环境变量的名称
      value: '-Xms128m -Xmx128m'
    resources:
     requests: # 最少需要多少资源
       cpu: 100m # 限制cpu最少使用0.1个核心，一个核心用满是1000m
       memory: 128Mi # 限制内存最少使用128兆
     limits: # 最多可以使用多少资源
       cpu: 200m # 限制cpu最多使用0.2个核心
       memory: 256Mi # 限制最多使用256兆
  restartPolicy: OnFailure #Secrets 重启策略，只有失败的情况才会重启

• 通过 yaml 创建这个 pod

kubectl create -f nginx-demo.yaml
kubectl get po

• 描述当前这个 Pod，这里可以看到 Pod 执行过程

kubectl describe po nginx-demo

• 查看 Pod 详细信息

kubectl get po -o wide

• 执行下面命令可以查看到 nginx 可以访问，自动路由到 node2 节点（因为我们一开始装了 calico，网关路由的东西）

curl 10.244.169.135

• 通过下面命令还可以查看 calico 已经给我们配置好网关

route -n

• 通过下面命令，还能发现 k8s 给我们创建了很多容器

docker ps

二、探针

类型

1. StartupProbe：用于判断应用程序是否已经启动了

• 当配置了 startupProbe 后，会先禁用其他探针，直到 startupProbe 成功后，其他探针才会继续

startupProbe:
  httpGet:
    path: /api/startup
    port: 80

2. LivenessProbe：用于探测容器中的应用是否运行

• 如果探测失败，kubelet 会根据配置的重启策略进行重启，若没有配置，默认就认为容器启动成功，不会执行重启策略

livenessProbe:
  failureThreshold: 5
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
    scheme: HTTP
  initialDelaySeconds: 60
  periodSeconds: 10
  successThreshold: 1
  timeoutSeconds: 5

3. ReadinessProbe：用于探测容器内的程序是否健康

• 它的返回值如果返回 success，那么就认为该容器已经完全启动，并且该容器是可以接收外部流量的

readinessProbe:
  failureThreshold: 3 # 错误次数
  httpGet:
    path: /ready
    port: 8181
    scheme: HTTP
  periodSeconds: 10 # 间隔时间
  successThreshold: 1
  timeoutSeconds: 1

探测方式

1. ExecAction：在容器内部执行一个命令，如果返回值为 0，则任务容器时健康的

livenessProbe:
  exec:
    command:
      - cat
      - /health

2. TCPSocketAction：通过 tcp 连接监测容器内端口是否开放，如果开放则证明该容器健康

livenessProbe:
  tcpSocket:
    port: 80

3. HTTPGetAction：生产环境用的较多的方式，发送 HTTP 请求到容器内的应用程序，如果接口返回的状态码在 200~400 之间，则认为容器健康

livenessProbe:
  failureThreshold: 5
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
    scheme: HTTP
    httpHeaders:
      - name: xxx
        value: xxx

测试探针

1. 每次执行前，先删除测试 pod。修改内容后，重新启动配置，并观察 pod 的启动

# 删除 po
kubectl delete po nginx-demo
# 重新启动容器
kubectl create -f nginx-demo.yaml
# 观察 pod
kubectl describe po nginx-demo
kubectl get po

2. 测试 StartupProbe

• HTTPGetAction ：往 nginx-demo.xml 添加下面内容

...
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
    # ===== 这里才是新添加 =====
    startupProbe:
      httpGet:
        path: /index.html # http 请求路径
        port: 80 # 请求端口
      failureThreshold: 3 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 5 # 请求的超时时间
    # =====
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
    workingDir: /usr/share/nginx/html/ # 定义容器启动后的工作目录
...

• TCPSocketAction ：往 nginx-demo.xml 添加下面内容

...
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
    # ===== 这里才是新添加 =====
    startupProbe:
      #httpGet:
      #  path: /index.html # http 请求路径
      tcpSocket:
        port: 80 # 请求端口
      failureThreshold: 3 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 5 # 请求的超时时间
    # =====
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
...

• ExecAction ：往 nginx-demo.xml 添加下面内容

...
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
    # ===== 这里才是新添加 =====
    startupProbe:
      #httpGet:
      #  path: /index.html # http 请求路径
      #tcpSocket:
      #  port: 80 # 请求端口
      exec:
        command:
        - sh
        - -c
        - "sleep 3; echo successaaa > /inited"
      failureThreshold: 3 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 5 # 请求的超时时间
    # =====
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
...

• 同时查看输出的文件内容

kubectl exec -it nginx-demo -c nginx -- cat /inited

3. 测试 LivenessProbe

• 往 nginx-demo.xml 添加下面内容

...
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
    startupProbe:
      exec:
        command:
        - sh
        - -c
        - "sleep 3; echo successaaa > /inited"
      failureThreshold: 3 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 5 # 请求的超时时间
    # ===== 这里才是新添加 =====
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /started.html # http 请求路径，这个路径肯定不存在
        port: 80
      failureThreshold: 3 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 5 # 请求的超时时间
    # =====
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
...

• 重新启动，一定会失败，这时候要添加下面命令才会启动成功

echo 'started' > started.html
kubectl cp started.html nginx-demo:/usr/share/nginx/html/

4. 测试 ReadinessProbe

...
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
    startupProbe:
      #httpGet:
      #  path: /index.html # http 请求路径
      #tcpSocket:
      #  port: 80 # 请求端口
      exec:
        command:
        - sh
        - -c
        - "sleep 3; echo successaaa > /inited"
      failureThreshold: 3 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 5 # 请求的超时时间
    # ===== 这里才是新添加 =====
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /started.html # http 请求路径，这个路径肯定不存在
        port: 80
      failureThreshold: 5 # 失败多少次才算失败
      periodSeconds: 10 # 间隔时间
      successThreshold: 1 # 多少次检测成功算成功
      timeoutSeconds: 3 # 请求的超时时间
    # =====
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
...

• 重新启动，一定会失败，这时候要添加下面命令才会启动成功

echo 'started' > started.html
kubectl cp started.html nginx-demo:/usr/share/nginx/html/

三、Pod 的生命周期

1. 概述

• 初始化阶段，一定会在容器启动前执行
• 启动后，会先执行 postStart 钩子函数，但是这个函数可能和容器启动的 command 并行执行，有可能发生冲突，所以很少用
• postStart 启动后启动容器应用，先执行 StartupProbe 探针，执行后启动 LivenessProbe 与 ReadinessProbe 探针
• 最后容器住准备结束的时候，执行 preStop 钩子函数（容器不在，钩子函数肯定会失败）
• Pod 推出流程（删除操作）
  • Endpoint 删除 pod 的 ip 地址
  • pod 变成 Terminating 状态：变为删除中的状态后，会给 pod 一个宽限期，让 pod 去执行一些清理或销毁操作
  • 执行 preStop 的指令

# 配置参数：
# 作用于 pod 中的所有容器（默认）
terminationGracePeriodSeconds: 30
containers:
 - xxx

2. 测试生命周期

• 往 nginx-demo.xml 添加下面内容

...
spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
  # ===== 这里才是新添加 =====
  # 一定要注意，如果 preStop 的任务执行超过 30s，一定要修改这个配置同时间，否则会直接结束容器。同时，如果 preStop 任务提前结束，容器也会提前结束，而不是限定 30s
  terminationGracePeriodSeconds: 30
  # =====
  containers: # 对于Pod中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称，这个是可以乱取的
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像，docker会去search
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉去策略， 如果本地有就用本地的，如果本地没有就拉去远程的
     # ===== 这里才是新添加 =====
    lifecycle: # 生命周期配置
      postStart: # 生命周期启动阶段做的事情，不一定在容器的 command 之前运行
        exec:
          command:
          - sh
          - -c
          - "echo '<h1>pre stop</h1>' > /usr/share/nginx/html/prestop.html"
      preStop:
        exec:
          command:
          - sh
          - -c
          - "echo 'sleep finished...' >> /usr/share/nginx/html/prestop.html; sleep 50"
    # =====
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
...

• 启动容器后，查看是否执行 preStart 脚本。可以看到脚本内容真实写进去
  
• 多开一个窗口，执行下面命令，执行监控容器退出

kubectl get po -w

• 另一个窗口执行下面命令执行终止操作

time kubectl delete po nginx-demo