从零理解 Kubernetes Pod：命名空间、生命周期、Pause 容器详解

Kubernetes Namespace、Context 与 Pod 学习

学习环境：K8s 集群，涉及 Namespace、多集群切换、Pod 核心概念、Pod 生命周期、Init 容器、静态 Pod、YAML 语法。

一、Namespace 和 Contexts

Namespace（ns）命名空间，作用是把同一个物理 K8s 集群做逻辑资源隔离，实现多用户 / 多项目资源分组。不同 namespace 资源互相隔离。

1. K8s 默认 4 个命名空间

表格

命名空间	作用
default	不指定 ns 时，资源默认创建到此
kube‑system	K8s 系统组件资源
kube‑public	所有用户（未认证）可读
kube‑node‑lease	节点心跳租约，检测节点故障

💡注意：不是所有资源都属于 namespace。pod、service 属于 ns；node、pv、namespace 本身不属于任何命名空间。

2. Namespace 基础管理命令

bash 复制代码

# 查看所有ns
kubectl get ns

# 创建ns
kubectl create ns laoma

# yaml方式创建ns
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: laoma
kubectl apply -f ns‑laoma.yaml

# 查看详情
kubectl describe ns laoma

# 删除ns，会删除ns内部全部资源，default/kube‑system不能删除
kubectl delete ns laoma

# 指定ns操作资源 -n
kubectl run web --image=nginx -n laoma
kubectl get pod -n laoma

3. Namespace 切换

方式 1：kubectl 原生命令

bash 复制代码

# 查看当前上下文
kubectl config get‑contexts

# 设置当前上下文默认namespace
kubectl config set‑context --current --namespace=laoma

方式 2：第三方工具 kubens

bash 复制代码

# 安装
wget https://codeload.github.com/ahmetb/kubectx/zip/refs/heads/master -O kubectx.zip
unzip kubectx.zip
cp kubectx‑master/kubens /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/kubens
# bash补全
cp kubectx‑master/completion/kubens.bash /etc/bash_completion.d/
source /etc/bash_completion.d/kubens.bash

# 使用
kubens                     #列出所有ns
kubens kube‑system         #切换ns
kubens -                   #切回上一个ns
kubens -c                  #查看当前ns

方式 3：自定义 shell 脚本

自定义脚本实现 ns 列表展示、切换，笔记内附完整脚本，可放到/usr/local/bin直接调用。

4. ~/.kube/config 集群配置文件

config 文件分为三大块：

clusters：集群信息，集群地址、CA 证书
users：用户证书、私钥
contexts：上下文，绑定【集群 + 用户 + namespace】
current‑context：当前生效上下文

证书字段certificate‑authority-data、client‑certificate-data、client‑key‑data均为 base64 编码。

5. 多集群切换

原生 kubectl

bash 复制代码

# 查看集群
kubectl config get‑clusters
# 查看上下文
kubectl config get‑contexts
# 切换上下文（切换集群）
kubectl config use‑context cluster2‑context

第三方工具 kubectx

bash 复制代码

#安装同kubens
kubectx                    #列出所有上下文
kubectx cluster2‑context   #切换集群上下文
kubectx -                  #切回上一个上下文
kubectx -c                 #查看当前上下文

二、Kubernetes Pod

Pod 是 K8s最小调度单元，一个 Pod 可以封装 1 个或多个容器；Pod 内部容器共享网络 namespace、存储卷，调度到同一台节点。

通俗比喻：Pod 是豌豆荚，容器是豌豆。同一个豌豆荚的豌豆共享资源。

1. Pod 特点

每个 Pod 分配唯一 PodIP，内部容器共用 IP，容器之间用127.0.0.1通信，端口不能冲突
Pod 内所有容器一起调度、一起销毁
Pod 不直接管理容器，K8s 对 Pod 做完整生命周期管理、重启策略、健康检查

2. Pod 基础操作

bash 复制代码

# --dry-run 只输出yaml，不创建pod
kubectl run web --image=nginx --dry‑run=client -o yaml

#直接创建pod
kubectl run web --image=nginx

#查看pod
kubectl get pod
kubectl get pod -o wide
kubectl get pod web -o yaml
kubectl describe pod web

#查看容器日志，-f实时跟踪
kubectl logs -f web

#进入pod执行命令
kubectl exec web -- hostname
kubectl exec -it web -- bash

#多容器pod，-c指定容器
kubectl exec bbs -c wordpress -- hostname

#文件拷贝：宿主机 ↔ pod
kubectl cp /etc/hosts web:/new‑hosts

#删除pod，默认30s优雅终止 terminationGracePeriodSeconds:30
kubectl delete pod web

#yaml创建pod
kubectl apply -f pod.yaml
kubectl create -f pod.yaml

3. 多容器 Pod 示例

同一个 Pod 运行 mysql+wordpress，内部通过127.0.0.1访问数据库。

bash 复制代码

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: bbs
spec:
  containers:
  - image: mysql
    name: mysql
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "123"
    ports:
    - containerPort:3306
  - image: wordpress
    name: wordpress
    env:
    - name: WORDPRESS_DB_HOST
      value: 127.0.0.1
    ports:
    - containerPort: 80

4. Pod 核心字段

bash 复制代码

kubectl explain pod

apiVersion：API 版本
kind：资源类型 Pod
metadata：元数据 name/namespace/labels/annotations

bash 复制代码

spec

：期望状态，重点！
*

复制代码

    containers[]

：业务容器列表（必填）
*

      imagePullPolicy

  镜像拉取策略
  * `Always`总是拉取
  * `Never`只用本地镜像
  * `IfNotPresent`本地优先，没有才拉取（常用）
* command、env、ports、volumeMounts

复制代码

    restartPolicy

重启策略
* `Always`：默认，非 Running 就重启
* `OnFailure`：只有异常退出才重启
* `Never`：绝不重启

initContainers[]初始化容器
volumes[]存储卷
nodeName指定调度节点
status：Pod 实际运行状态，只读

5. Pod 常见状态

表格

状态	说明
ContainerCreating	容器创建中
Running	正常运行
Completed	任务执行完成，正常退出
CrashLoopBackOff	容器反复崩溃重启
ErrImagePull / ImagePullBackOff	镜像拉取失败
Error	运行异常错误
Terminating	正在删除销毁

Pod 生命周期由内部所有容器共同决定。

6. Init Containers 初始化容器

串行执行：多个 init 容器按顺序依次运行，必须全部成功退出（exit 0），才启动业务 containers。
如果 init 容器失败，kubelet 会根据 restartPolicy 重启 Pod，直到 init 全部成功。
共享 Pod 的 volume 存储。

典型场景

等待外部服务 / 数据库就绪
预下载代码、初始化配置文件
延迟业务容器启动

pod 状态流转：Init:0/1 → PodInitializing → Running init 失败：Init:Error → Init:CrashLoopBackOff循环。

7. 静态 Pod staticPod

静态 Pod 直接由节点本地 kubelet 管理，不走 apiserver。
kubelet 扫描staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests目录下 yaml，自动创建 / 删除 pod。
kubeadm 部署的 master 组件（etcd、apiserver、scheduler、controller‑manager）就是静态 Pod。
不能通过 Deployment、RC 管理静态 Pod。

不要随意修改 staticPodPath，否则系统组件 yaml 需要同步迁移。

8. 思考题总结

Q1：Pod 和容器区别

容器：底层运行时概念，真正跑进程； Pod：K8s 调度最小单元，容器的封装外壳；提供统一 IP、存储、生命周期管理；支持多容器共存。

Q2：K8s 为什么管理 Pod 而不是直接管理容器

容器只是进程，缺少调度身份；Pod 提供完整抽象。
支持多容器协同（sidecar、init 容器），共享网络存储。
统一生命周期、自愈、扩缩容语义。
解耦底层 CRI 容器运行时，兼容 containerd/docker 等。

Q3：pause（infra）容器作用

每个 Pod 自动创建 pause 容器：

创建并持有 Pod 的 network、IPC 命名空间，业务容器加入该命名空间。
业务容器重启不会销毁网络 namespace，PodIP 保持不变。
Pod 生命周期基石：pause 不死，Pod 网络环境就保留。

比喻：pause 是房东，占好房子（网络命名空间），业务容器是租客，租客可以换，房子不变。

三、YAML 语法（K8s 资源编写基础）

使用空格缩进，一般 2 空格，不能用 tab；同级缩进对齐。
#为注释符号。
字符串：一般不用引号；需要也可以单 / 双引号。
多行字符串

|：保留换行符
>：换行转为空格，折叠长文本

字典（mapping）：key: value缩进块；也支持{k1:v1,k2:v2}内联（可读性差，尽量少用）
列表（sequence）：‑开头；也支持[a,b,c]内联。

示例：

bash 复制代码

#字典
metadata:
  name: web
  namespace: default

#列表
spec:
  containers:
  - name: web
    image: nginx