05-k8s-Pod

摘要

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基本概念

Pod是Kubernets创建和管理的最小单元，一个Pod由一个容器或者多个容器组成，这些容器共享存储、网络资源

Pod的特点

• 一个Pod是一个应用的最小实例，并对外提供服务
• 一个Pod中可以有一个容器或者多个容器
• 一个Pod中的容器始终部署在同一个Node上
• Pod中的所有容器共享网络和存储资源
• Kubernets直接管理Pod，而不是容器

Pod存在的意义

Pod主要用法

• 一个Pod运行一个容器：最常见的用法，这种情况下可以将Pod看成单个容器的抽象封装
• 一个Pod运行多个容器：封装多个有高度耦合的容器在同一个Pod中，共享Pod资源
  • 如前后端分离服务的前端服务和后端服务
  • 多个容器间有文件交互
  • 多个容器间需要通过localhost或socket进行通信
  • 多个容器的应用需要发生频繁调用

实现资源共享的机制

网络共享

同一个Pod中的多个容器共享网络

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    app: network-pod
  name: network-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.10
    name: nginx
  - image: busybox
    name: tools
    command: ["/bin/sh", "-c", "ping baidu.com"]

共享存储

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    app: volume-pod
  name: volume-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.10
    name: nginx
    volumeMounts:
    - name: log
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  - image: busybox
    name: tools
    command: ["/bin/sh", "-c", "ping baidu.com"]
    volumeMounts: # 数据卷挂载
    - name: log # 指定挂载的数据卷名称
      mountPath: /data # 数据卷挂载到容器中的路径
  volumes: # 定义数据卷
  - name: log # 数据卷名称
    emptyDir: {} # 数据卷类型

测试

# 通过资源清单创建Pod
kubectl apply -f volume-pod.yaml
# 进入一个容器创建文件
kubectl exec -it volume-pod -c tools -- sh
cd /data && echo "hello" > index.html
# 进入nginx容器查看共享目录中的文件
kubectl exec -it volume-pod -c nginx -- sh
cd /usr/share/nginx/html && cat index.html

Pod管理命令

# 创建Pod：
kubectl apply -f pod.yaml
# 使用命令创建Pod：
kubectl run nginx --image=nginx
# 查看Pod：
kubectl get pods
kubectl describe pod <Pod名称>
# 查看日志：
kubectl logs <Pod名称> [-c CONTAINER]
kubectl logs <Pod名称> [-c CONTAINER] -f
# 进入容器终端：
kubectl exec <Pod名称> [-c CONTAINER] -- bash
# 删除Pod：
kubectl delete pod <Pod名称>

Pod设计思路

健康检查和重启策略

重启策略(restartPolicy)

• Always：当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略。
• OnFailure：当容器异常退出（退出状态码非0）时，才重启容器。
• Never：当容器终止退出，从不重启容器。

健康检查类型

• livenessProbe（存活检查）：如果检查失败，将杀死容器，根据Pod的restartPolicy来操作。
• readinessProbe（就绪检查）：如果检查失败，Kubernetes会把Pod从service endpoints中剔除。

健康检查的三种方式

• httpGet：发送HTTP请求，返回200-400范围状态码为成功。
• exec：执行Shell命令返回状态码是0为成功。
• tcpSocket：发起TCP Socket建立成功。

HTTP请求

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - image: nginx:1.17.10
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
            httpHeaders:
            - name: Custom-Header
              value: Awesome
        # tcpSocket:  # 端口探测
        #   port: 80
          initialDelaySeconds: 30 #启动容器后多少秒健康检查
          periodSeconds: 10 #以后每间隔多少秒检查一次
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
        # tcpSocket:
        #   port: 80
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
    nodePort: 8100
  selector:
    app: nginx

验证

$ kubectl get pod
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-77b7dd78f5-k6ddx       1/1     Running   0          16s
nginx-77b7dd78f5-kh5mw       1/1     Running   0          56s
nginx-77b7dd78f5-wfn7r       1/1     Running   0          97s

$ kubectl logs -f nginx-77b7dd78f5-kh5mw
10.252.32.69 - - [07/Sep/2021:11:38:07 +0000] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 612 "-" "kube-probe/1.21" "-"
10.252.32.69 - - [07/Sep/2021:11:38:07 +0000] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 612 "-" "kube-probe/1.21" "-"
10.252.32.69 - - [07/Sep/2021:11:38:17 +0000] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 612 "-" "kube-probe/1.21" "-"
10.252.32.69 - - [07/Sep/2021:11:38:17 +0000] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 612 "-" "kube-probe/1.21" "-"
10.252.32.69 - - [07/Sep/2021:11:38:27 +0000] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 612 "-" "kube-probe/1.21" "-"
10.252.32.69 - - [07/Sep/2021:11:38:27 +0000] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 612 "-" "kube-probe/1.21" "-"


$ kubectl describe svc nginx
Endpoints:                10.244.115.61:80,10.244.115.62:80,10.244.115.63:80

kubectl exec -it nginx-77b7dd78f5-k6ddx -- sh
cd /usr/share/nginx/html
mv index.html index.html.bak

kubectl describe svc nginx
Endpoints:                10.244.115.61:80,10.244.115.62:80

执行shell命令

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - image: nginx:1.17.10
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        livenessProbe:
          exec:
            command:
            - cat
            - /usr/share/nginx/html/index.html
          initialDelaySeconds: 30 #启动容器后多少秒健康检查
          periodSeconds: 10 #以后每间隔多少秒检查一次
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - cat
            - /usr/share/nginx/html/index.html
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10

环境变量

创建 Pod 时，可以为其下的容器设置环境变量。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-env
  name: nginx-env
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-env
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-env
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.10
        name: nginx
        env:
        - name: MY_NODE_NAME
          valueFrom: # 变量值从Pod属性中获取
            fieldRef:
              fieldPath: spec.nodeName
        - name: MY_POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: MY_POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: MY_POD_IP
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: status.podIP
        - name: ABC # 自定义变量值
          value: "123456"

$ kubectl exec -it nginx-env-fd5d86b54-8gp82 sh
$ env
MY_POD_NAMESPACE=default
MY_POD_IP=10.244.115.24
MY_NODE_NAME=kube-0-1.epc.isme.com
MY_POD_NAME=nginx-env-fd5d86b54-8gp82
ABC=123456

应用场景

• 容器内应用程序获取Pod信息
• 容器内应用程序通过用户定义的变量改变默认行为

变量值定义的几种方式

• 自定义变量值

• 变量值从Pod属性获取

• 变量值从Secret、ConfigMap获取

Init Container

用于初始化工作的Pod，执行完一次性任务就会结束。

• 支持大部分应用容器的配置，但是不支持健康检查
• 优先于应用容器运行

应用场景

• 环境检查：可以在应用容器运行前检查依赖环境
• 初始化配置：可以给应用容器准备配置文件，拉取依赖

使用方式

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-init
  name: nginx-init
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-init
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-init
    spec:
      initContainers:
      - name: download
        image: busybox
        command:
        - wget
        - "-O"
        - "/opt/index.html"
        - http://www.ctnrs.com
        volumeMounts:
        - name: wwwroot
          mountPath: "/opt"
      containers:
      - image: nginx:1.17.10
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - name: wwwroot
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
      - name: wwwroot
        emptyDir: {}

Pod中几种容器类型

• Infrastructure Container：基础容器
  • 维护整个Pod的网络空间
• InitContainers：初始化容器
  • 先于应用容器运行
• Containers：业务容器
  • 多个容器并行启动

静态Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: static-nginx
  name: static-nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.10
    name: static-nginx

$ cp static-nginx.yaml /etc/kubernetes/manifests/
$ kubectl get pod
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
static-nginx-kube-master                  1/1     Running   0          54s

静态Pod特点

• Pod由特定节点上的kubelet管理
• 不能使用控制器
• Pod名称标识当前节点名称
• kubeadm方式部署的集群可以通过move集群组件yaml文件的方式对组件进行重启

静态pod位置配置参数

# 在kubelet配置文件启用静态Pod的参数：
vi /var/lib/kubelet/config.yaml

...

staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests

...

将部署的pod yaml放到该目录会由kubelet自动创建。