Kubernetes Pod 全生命周期管理：从命令实操到控制器版本更替

Kubernetes Pod 管理实战指南

一、命令式对象管理

1. 命名空间管理

Kubernetes 中的命名空间（Namespace）用于实现多租户资源隔离，常用操作如下：

查看命名空间：

bash 复制代码

kubectl get namespaces

系统默认命名空间包括 default、kube-flannel、kube-node-lease、kube-public、kube-system，均为 Active 状态。 $markdown_1$

创建命名空间：

bash 复制代码

kubectl create namespace timinglee

创建后命名空间立即出现，5 秒后状态变为 Active。 $markdown_1$

删除命名空间：

bash 复制代码

kubectl delete namespaces timinglee

删除后命名空间即被移除。 $markdown_1$

2. Pod 管理

查看 Pod 运行情况：

bash 复制代码

kubectl get pods -o wide

可查看 Pod 名称、状态、所在节点及 IP 地址等信息。 $markdown_1$

创建 Pod：

bash 复制代码

kubectl run lee --image nginx:latest

成功创建后 Pod lee 状态为 Running，IP 为 10.244.1.10，运行在 k8s-node1 节点。 $markdown_1$

创建失败场景（镜像不存在）：

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kubectl run error --image lee:v1

Pod error 状态为 ImagePullBackOff，原因：镜像 docker.io/library/lee:v1 不存在，导致拉取失败。 $markdown_1$

查看 Pod 详细信息：

bash 复制代码

kubectl describe pods error

可查看 Pod 的完整信息，包括节点、IP、容器状态、事件等；当镜像拉取失败时，事件中会显示 Failed to pull image 及具体错误原因。 $markdown_1$

删除 Pod：

bash 复制代码

kubectl delete pods error
kubectl delete pods --all   # 删除所有 Pod

3. 镜像上传到仓库

bash 复制代码

docker load -i myapp.tar.gz
docker tag timinglee/myapp:v1 reg.timinglee.org/library/myapp:v1
docker push reg.timinglee.org/library/myapp:v1

将本地镜像加载、重命名后推送到私有仓库 reg.timinglee.org/library。 $markdown_1$

二、kubectl 命令实操

1. 生成实验 YAML 文件

ReplicaSet 示例 replica.yml：

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  labels:
    app: replica
  name: replica
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: replica
  template:
    metadata:
      labels:
        app: replica
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp

该 YAML 定义了一个 ReplicaSet，副本数为 2，选择器匹配 app: replica 标签，Pod 模板使用 myapp:v1 镜像。 $markdown_1$

2. 常用 kubectl 命令

命令	功能	示例
`create`	创建资源	`kubectl create deployment webcluster --replicas 2 --image myapp:v1`
`edit`	编辑资源	`kubectl edit deployments.apps webcluster`（修改 replicas 从 1 到 2）
`patch`	部分更新资源	`kubectl patch deployments.apps webcluster -p '{"spec":{"replicas":1}}'`
`expose`	暴露服务	`kubectl expose deployment webcluster --port 80 --target-port 80`（创建 ClusterIP 类型 Service）
`logs`	查看容器日志	`kubectl logs pods/webcluster-77c87d9946-gh9v7`
`attach`	挂接到运行中的容器	`kubectl attach pods/testpod -it`
`exec`	在容器中执行命令	`kubectl exec -it pods/testpod -c testpod -- /bin/bash`
`cp`	复制文件	`kubectl cp testpod:/usr/share/nginx/html/index.html /mnt/test`
`rollout`	管理滚动更新	`kubectl rollout status/restart/history deployment webcluster`
`scale`	扩缩容	`kubectl scale deployment webcluster --replicas 4`
`label`	管理标签	`kubectl label pods webcluster-xxx app=webcluster`

markdown_1

expose 暴露服务效果： 创建 Service 后，可通过 ClusterIP 访问，多次 curl 返回不同 Pod 的主机名，实现负载均衡。 $markdown_1$

cp 复制文件效果： 将本地的 index.html 复制到 Pod 中，修改后访问 Pod 的 IP 可返回自定义内容。 $markdown_1$

rollout 滚动重启效果： 执行 rollout restart 后，Pod 重建且哈希后缀发生变化（如 77c87d9946 → 7bfd865747 → 9787d97f6）。 $markdown_1$

scale 扩缩容： Pod 数可按需动态调整，从 2 → 4 → 1，Kubernetes 自动创建或删除 Pod。 $markdown_1$

三、利用控制器实现版本更替

1. 建立 Deployment 控制器

前提：Harbor 仓库必须存在 myapp:v1 和 myapp:v2 两个镜像。 $markdown_1$

bash 复制代码

kubectl create deployment webcluster --image myapp:v1 --replicas 2 --dry-run=client -o yaml > webcluster.yml

生成的 webcluster.yml：

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: webcluster
  name: webcluster
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp

应用配置：

bash 复制代码

kubectl apply -f webcluster.yml
kubectl get deployments.apps   # 查看 Deployment 状态
kubectl get pods               # 查看 Pod 运行状态

2. 更新业务版本

暴露服务（NodePort 类型，外部端口 30713）：

bash 复制代码

kubectl expose deployment webcluster --port 80 --target-port 80 --type NodePort
kubectl get svc

更新镜像为 v2 版本：

bash 复制代码

kubectl set image deployments webcluster myapp=myapp:v2
kubectl annotate deployment webcluster kubernetes.io/change-cause="myappv2" --overwrite

访问验证：

bash 复制代码

curl http://172.25.254.100:30713

输出：Hello MyApp | Version: v2 | Pod Name

3. 版本回退

bash 复制代码

kubectl rollout undo deployment webcluster --to-revision=1
curl http://172.25.254.100:30713

访问恢复为 v1 版本，输出：Hello MyApp | Version: v1 | Pod Name。 $markdown_1$

四、Container 高级特性

1. Init 容器（初始化容器）

Init 容器在应用容器之前启动，用于完成初始化任务。示例：使用 busybox 等待 /testfile 文件创建后，主容器才启动。 $markdown_1$

2. 存活探针（Liveness Probe）

通过 TCP 检测容器 80 端口是否存活：

yaml 复制代码

livenessProbe:
  tcpSocket:
    port: 80
  initialDelaySeconds: 3
  periodSeconds: 1
  timeoutSeconds: 1

若检测失败，Kubernetes 会重启容器。 $markdown_1$

3. 就绪探针（Readiness Probe）

通过 HTTP GET 请求检测 /index.html 是否可访问，只有就绪探针通过后，Pod 才会被加入 Service 的 Endpoints 中接收流量。 $markdown_1$

五、资源优先级（QoS Classes）

Kubernetes 根据容器的资源限制（limits）和请求（requests）划分 QoS 等级：

QoS 等级	说明	优先级
Guaranteed	期望值（requests）和最大使用限制（limits）相同	最高
Burstable	设定了资源限制，但期望值和限制值不同	次之
BestEffort	未做任何资源限制	最低

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六、容器重启策略

策略	说明
`Always`	无论什么原因都会重新运行 Pod（默认）
`OnFailure`	非正常关闭会重启 Pod
`Never`	Pod 关闭后不重启