Kubernetes Pod 管理

0. 资源管理模型

Kubernetes 将所有基础设施抽象为资源对象。集群管理的本质是操作这些资源。

概念	说明
最小管理单元	Pod（不是容器）
Pod 管理方式	一般通过 Pod 控制器（Deployment / StatefulSet 等）间接管理
服务访问	Service 资源
数据持久化	Volume / PV / PVC

三种资源管理方式对比

方式	命令示例	特点
命令式对象管理	`kubectl run nginx-pod --image=nginx:latest --port=80`	直接用命令操作，快捷但不易追溯
命令式对象配置	`kubectl create -f nginx-pod.yaml`	命令+配置文件，可重复执行
声明式对象配置	`kubectl apply -f nginx-pod.yaml`	声明期望状态，支持自动 diff 和增量更新

kubectl 命令语法

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kubectl [command] [type] [name] [flags]

字段	含义	示例
command	对资源执行的操作	get、create、delete、describe
type	资源类型	pod、deployment、service
name	资源名称（大小写敏感）	web1、testpod
flags	额外可选参数	-o yaml、-n default

常用操作：

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kubectl get pod                           # 查看所有 pod
kubectl get pod pod_name                  # 查看指定 pod
kubectl get pod pod_name -o yaml          # 以 yaml 格式展示结果
kubectl api-resources                     # 列出集群支持的所有资源类型

1. Namespace 管理

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kubectl get namespaces
kubectl create namespace lin
kubectl delete namespace lin

2. Pod 基础操作

创建与查看

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kubectl run lin --image nginx:latest
kubectl get pods -o wide
kubectl describe pod lin1
kubectl delete pod lin1
kubectl delete pods --all

集群信息

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kubectl version
kubectl cluster-info

3. Deployment 控制器

创建 Deployment

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kubectl create deployment web1 --replicas 2 --image myapp:v1

查看与编辑

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kubectl get deployments.apps
kubectl edit deployments.apps web1

更新副本数（patch）

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kubectl patch deployments.apps web1 -p '{"spec":{"replicas":1}}'

暴露服务

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kubectl expose deployment web1 --port 80 --target-port 80
kubectl expose deployment web1 --port 80 --target-port 80 --type NodePort
kubectl describe svc web1
curl 10.101.114.159

查看日志

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kubectl logs pods/web1-59647bb49-9kcx2

获取帮助

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kubectl explain deployment
kubectl explain deployment.spec

4. 容器交互

attach 进入运行中的 Pod

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kubectl run -it testpod --image busybox:latest
# Ctrl+PQ 退出但不终止容器
kubectl attach pods/testpod -it

exec 在容器内执行命令

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kubectl run testpod1 --image nginx:latest
kubectl exec -it pods/testpod1 -c testpod1 -- /bin/bash

cp 文件复制

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kubectl cp testpod1:/usr/share/nginx/html/index.html /mnt/test
echo lin > /mnt/test
kubectl cp /mnt/test testpod1:/usr/share/nginx/html/index.html
curl 10.244.1.7

5. 滚动发布与回滚

创建并查看发布状态

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kubectl create deployment web1 --image myapp:v1 --replicas 2 \
  --dry-run=client -o yaml > web1.yml
kubectl apply -f web1.yml
kubectl rollout status deployment web1

重启

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kubectl rollout restart deployment web1

扩缩容

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kubectl scale deployment web1 --replicas 4
kubectl scale deployment web1 --replicas 1

标签操作

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kubectl get pods --show-labels
kubectl label pods web1-98bb59bf5-9txw5 app-
kubectl label pods web1-98bb59bf5-9txw5 app=web1

6. 自主式 Pod vs 控制器管理 Pod

自主式 Pod

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kubectl run lin --image nginx:latest

维度	说明
优点	配置灵活，适合学习调试和一次性任务
缺点	无自动恢复、无滚动更新、无 HPA、管理成本高

控制器管理 Pod（Deployment）

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kubectl create deployment web1 --image myapp:v1 --replicas 2 \
  --dry-run=client -o yaml > web1.yml
kubectl apply -f web1.yml

能力	说明
自动故障恢复	Pod 删除后自动重建
健康检查	存活探针、就绪探针
滚动更新	逐步替换旧版本
回滚	一键回退到指定 revision
HPA	基于 CPU/内存自动扩缩容
服务发现	Service 自动关联 Pod

版本更新与回滚

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kubectl set image deployments web1 myapp=myapp:v2
kubectl annotate deployments.apps web1 \
  kubernetes.io/change-cause="myapp:v2" --overwrite
kubectl rollout history deployment web1
kubectl rollout undo deployment web1 --to-revision 1

7. YAML 部署 Pod（完整字段说明）

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: testpod
  namespace: default
spec:
  restartPolicy: Always
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.24
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP
    resources:
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 128Mi
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 256Mi

字段	含义
apiVersion	K8s API 版本，Pod 固定为 v1
kind	资源类型
metadata.name	Pod 名称，同 namespace 唯一
metadata.namespace	所属命名空间
spec.restartPolicy	重启策略：Always / OnFailure / Never
spec.containers\[\].name	容器名称
spec.containers\[\].image	容器镜像
imagePullPolicy	IfNotPresent / Always / Never
containerPort	容器监听端口
resources.requests	调度时请求的最小资源
resources.limits	容器可使用的最大资源

8. 多容器 Pod

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: testpod
  name: testpod
spec:
  containers:
  - image: myapp:v1
    name: testpod
  - image: busyboxplus:latest
    name: busybox
    command:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 10000

同一 Pod 内的容器共享 Network、IPC、UTC namespace。

验证：

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kubectl apply -f tastpod.yaml
kubectl exec -it pods/testpod -c busybox -- /bin/sh
curl 127.0.0.1

9. hostPort 端口映射

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spec:
  containers:
  - image: myapp:v1
    name: testpod
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
      hostPort: 80
      protocol: TCP

访问方式：curl <节点IP>:80

10. 环境变量注入

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: mysql
  name: mysql
spec:
  containers:
  - image: mysql:8.0
    name: mysql8
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "123"
  - image: phpmyadmin:latest
    name: mysqladmin
    env:
    - name: PMA_ARBITRARY
      value: "1"
    ports:
    - name: phpadminport
      containerPort: 80
      hostPort: 80
      protocol: TCP

11. 节点选择器（nodeSelector）

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spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: node2

Pod 只会被调度到标签匹配的节点上。

12. 共享宿主机网络（hostNetwork）

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spec:
  hostNetwork: true

容器内 ifconfig 看到的是宿主机的网络接口。

13. 资源限制与 QoS 优先级

requests 与 limits 关系	QoS 等级	节点压力时行为
均未设置	BestEffort	最先被驱逐
requests < limits	Burstable	中间优先级
requests = limits	Guaranteed	最后被驱逐

验证：

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kubectl describe pods testpod | grep "QoS Class:"

14. 重启策略

restartPolicy	行为
Always	容器退出即重启（默认）
OnFailure	非零退出码才重启
Never	不重启

示例（Always + sleep 30）：

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spec:
  restartPolicy: Always
  containers:
  - image: busybox:latest
    name: busybox
    command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 30"]

Pod 状态变化：Running → Completed → Running（RESTARTS 递增）。

15. Pod 生命周期：Init 容器

Init 容器在应用容器启动前按顺序运行，必须全部成功完成，应用容器才会启动。

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: web1
  name: web1
spec:
  initContainers:
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    command:
    - /bin/sh
    - -c
    - "until test -e /testfile; do echo waiting; sleep 2; done"
  containers:
  - image: myapp:v1
    name: web1
  restartPolicy: Always

在另一个终端创建 /testfile 后，Init 容器完成，应用容器启动。

16. 探针

探针类型

探针	作用	失败后果
livenessProbe	检测容器是否存活	kubelet 杀容器并按重启策略处理
readinessProbe	检测容器是否就绪	从 Service 的 Endpoints 中摘除 IP
startupProbe	检测应用是否已启动	启动期间禁用另两种探针；失败则重启

存活探针（TCP Socket）

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

就绪探针（HTTP GET）

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readinessProbe:
  httpGet:
    path: /index.html
    port: 80
  initialDelaySeconds: 3
  periodSeconds: 2
  timeoutSeconds: 1

删除 /usr/share/nginx/html/index.html 后，Pod IP 从 Endpoints 中移除，Service 不再转发流量到该 Pod。恢复文件后自动加回。

附录：常用命令速查表

场景	命令
查看所有资源类型	`kubectl api-resources`
查看 Pod 详情	`kubectl describe pod <name>`
查看 Deployment 历史	`kubectl rollout history deployment <name>`
回滚到指定版本	`kubectl rollout undo deployment <name> --to-revision=N`
实时查看 Pod 状态	`kubectl get pods -w`
进入容器执行命令	`kubectl exec -it <pod> -c <container> -- /bin/bash`
从 Pod 拷文件到本地	`kubectl cp <pod>:<path> <local>`
从本地拷文件到 Pod	`kubectl cp <local> <pod>:<path>`
查看资源 YAML 定义帮助	`kubectl explain <resource>.<field>`