Kubernetes多容器Pod实战

前言

容器受限于"单进程模型"，往往一个容器只运行一个主进程，但是一个复杂任务又需要多个进程相互配合工作，所以推荐给每个进程都启动一个容器。这些相互配合的容器必然存在依赖关系，它们之间往往会发生频繁的基于存储卷或 Socket 的数据交换行为，因此它们其实形成了一个"容器组"的概念，它们必须成组调度到同一台机器上，否则这些数据交换处理起来会很麻烦。kubernetes 中的 Pod 其实就是容器组的概念，一个 Pod 可以包含一个或多个容器，这些容器共享存储卷和网络，可以使用 localhost 直接通信。

所以，在使用 kubernetes 部署应用时，我们应该思考这样一个问题：当面对多个容器时，我们是应该部署多个 Pod，还是在一个 Pod 里面启动多个容器？

Pod中的多容器

Pod 是 Kubernetes 的最小调度单位，一个 Pod 里面可以启动一个或多个容器，这些容器共享网络、存储卷、生命周期。

一个 Pod 中的多个容器，它们通常围绕一个核心任务紧密协作，多容器 Pod 应用场景主要有两类：

主从容器模式：主容器提供核心功能，从容器提供辅助性功能，例如：日志采集上报、服务监控等
Sidecar 模式：边车模式，利用辅助容器来增强主容器的功能，而无需修改主容器代码。例如：辅助容器拦截进出流量，实现数据加工，请求路由等功能。

相比将多个功能打包到一个容器中，使用多容器 Pod 更符合"单一职责原则"，每个容器专注于一个任务，便于维护和扩展。同时，容器之间通过共享资源（如网络、存储）减少冗余，但彼此仍保持进程级隔离，避免直接干扰。多容器 Pod 具备灵活的扩展性，通过 Sidecar 模式，增加辅助容器来增强主容器，而无需修改主容器代码，减少侵入性。

部署多个 Pod 还是一个 Pod 启动多个容器？

这要根据业务需求、容器协作模式和运维复杂度综合决策。遵循的原则简单概括如下：

单 Pod 多容器：容器之间需要高频交互（localhost 通信，共享存储卷）、且强依赖（一个容器的崩溃会影响其它容器）。举例：日志收集、服务监控、网络代理等
多 Pod 单容器：容器间需要松耦合，且职责独立，甚至需要独立弹性。举例：Web服务和数据库虽然也会发生数据交换，但不适合部署在同一 Pod 里面，通信直接通过 service 即可。

多容器Pod实战

实战案例：通过 Pod 部署一个包含3个容器的应用，一个 Nginx 容器对外提供服务，运行中会产生日志；一个 log-process 容器，负责收集并处理 Nginx 才生的日志；一个 monitor 容器，负责监控 Nginx 服务状态。

这是个非常适合在一个 Pod 里面启动多个容器的例子，主容器是 Nginx，辅助容器是 log-process 和 monitor，Nginx 一旦挂了，辅助容器就没法工作也没有意义了。它们之间是强依赖的，且会发生频繁的数据交换行为，log-process 必然要共享 Nginx 的日志文件，monitor 必然要和 Nginx 建立网络连接。

如下是 Pod 对象的描述文件，spec.containers 是一个数组，配置了三个容器，分别是 nginx、log-process、monitor。因为要共享日志文件，所以声明了一个 volume，名称是 log-volume，类型是 emptyDir，只在容器运行时有效。log-volume 会被同时挂载到 Nginx 和 log-process，这样 log-process 就能读取到 Nginx 产生的日志文件了。monitor 没有额外配置啥，它直接通过 localhost 访问 Nginx 来监控服务状态即可。

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: multi-container-pod
  labels:
    app: multi-container
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: docker.io/library/mynginx:1.0
    imagePullPolicy: Never
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - mountPath: /var/log/nginx
      name: log-volume
  - name: log-process
    image: docker.io/library/log-process:1.0
    imagePullPolicy: Never
    volumeMounts:
    - mountPath: /app/log
      name: log-volume
    env:
    - name: LOG_FILE_PATH
      value: "/app/log/nginx_access.log"
  - name: monitor
    image: docker.io/library/monitor:1.0
    imagePullPolicy: Never
  volumes:
  - name: log-volume
    emptyDir: {}

kubectl apply -f pod.yaml部署这个 Pod，过一会发现，三个容器都已经启动成功了，且 Pod 被分配的 IP 是 10.244.1.17。

请求这个 IP，是可以成功访问到 Nginx 的。随着我们的访问，此时就已经产生访问日志了。

kubectl exec -it multi-container-pod -c log-process sh进入 log-process 容器，可以访问到 nginx_access.log，同时脚本会实时处理读取到的日志，并写入 output.log。

同理，monitor 容器会持续访问 Nginx 记录响应的状态码，来监控服务状态。

尾巴

通过 kubernetes 部署应用，我们无需关心应用会被部署到哪台机器上，但是我们要关心如何设计 Pod。面对多容器时，是部署多个 Pod，还是在一个Pod里面启动多个容器，是我们要思考的问题。