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

shell 复制代码

# 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

yaml 复制代码

# pod-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx
spec:
  containers:
  - name: pod-nginx
    image: nginx-1.18.1
    ports:
    - 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

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx-lifecycle
spec:
  containers:
  - name: pod-nginx-lifecycle
    image: nginx:1.18.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:
      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

shell 复制代码

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

验证 postStop 回调

shell 复制代码

# 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

yaml 复制代码

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

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx-liveness-http
spec:
  containers:
  - name: pod-nginx-liveness-http
    image: nginx:1.18.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /index.html
        port: 80
        httpHeaders:
        - name: Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 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

shell 复制代码

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

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx-readiness
spec:
  containers:
  - name: pod-nginx-readiness
    image: nginx:1.18.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /index.html
        port: 80
        httpHeaders:
        - name: Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 3

同样的操作，在容器启动一会后，进入容器删除 index.html 文件，

shell 复制代码

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

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx-startup
spec:
  containers:
  - name: pod-nginx-startup
    image: nginx:1.18.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    startupProbe:
      httpGet:
        path: /index2.html
        port: 80
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 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

shell 复制代码

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。