Kubernetes(三)-集群核心概念Pod

本文最后更新于：2024年4月22日下午

Pod的介绍、创建、调度及生命周期

介绍

定义

Pod(豌豆荚) 是Kubernetes集群管理（创建、部署）与调度的最小计算单元，表示处于运行状态的一组容器
Pod不是进程，而是容器运行的环境。
一个Pod可以封装一个容器或多个容器(主容器或sidecar边车容器)
一个pod内的多个容器之间共享部分命名空间，例如：Net Namespace,UTS Namespace,IPC Namespace及存储资源
pod内的IP不是固定的，集群外不能直接访问pod

查看pod

#查看pod
kubectl get pod
#查看命名空间下的pod
kubectl get pod -n kube-system

pod的YAML资源清单格式

# yaml格式的pod定义文件完整内容：
apiVersion: v1       #必选，api版本号，例如v1
kind: Pod       	#必选，Pod
metadata:       	#必选，元数据
  name: string       #必选，Pod名称
  namespace: string    #Pod所属的命名空间,默认在default的namespace
  labels:     		 # 自定义标签
    name: string     #自定义标签名字
  annotations:        #自定义注释列表
    name: string
spec:         #必选，Pod中容器的详细定义(期望)
  containers:      #必选，Pod中容器列表
  - name: string     #必选，容器名称
    image: string    #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent] #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像，否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    command: [string]    #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]     #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string     #容器的工作目录
    volumeMounts:    #挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string     #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string    #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean    #是否为只读模式
    ports:       #需要暴露的端口库号列表
    - name: string     #端口号名称
      containerPort: int   #容器需要监听的端口号
      hostPort: int    #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:       #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string     #环境变量名称
      value: string    #环境变量的值
    resources:       #资源限制和请求的设置
      limits:      #资源限制的设置
        cpu: string    #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string     #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests:      #资源请求的设置
        cpu: string    #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string     #内存清求，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe:     #对Pod内个容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可
      exec:      #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]  #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:       #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0  #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0   #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0    #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged:false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] # Pod的重启策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启，OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该Pod
    nodeSelector: obeject  # 设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:    #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
    - name: string
    hostNetwork: false     #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
    volumes:       #在该pod上定义共享存储卷列表
    - name: string     #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
      emptyDir: {}     #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
      hostPath: string     #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
        path: string     #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
      secret:      #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secret对象到容器内部
        scretname: string  
        items:     
        - key: string
          path: string
      configMap:     #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string

注：如果不清楚某个参数的写法，可使用 kubectl explain 命令完成

kubectl explain pod
kubectl explain pod.spec

pod调度

以使用约束把pod调度到指定的node节点

调度约束方法

nodeName 用于将pod调度到指定的node名称上
nodeSelector 用于将pod调度到匹配Label的node上

第一种：spec.nodeName 将容器调度到指定节点上

[root@k8s-master1 ~]# vim pod-nodename.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nodename
spec:
  nodeName: k8s-worker1                    # 通过nodeName调度到k8s-worker1节点
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.15-alpine

第二种：spec.nodeSelector nodeSelector节点选择器调度到指定节点上去

[root@k8s-master1 ~]# vim pod-nodeselector.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nodeselect
spec:
  nodeSelector:                         # nodeSelector节点选择器
    bussiness: game                     # 指定调度到标签为bussiness=game的节点
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.15-alpine

生命周期

pod生命周期

有些pod(比如运行httpd服务),正常情况下会一直运行中,但如果手动删除它,此pod会终止
也有些pod(比如执行计算任务)，任务计算完后就会自动终止

上面两种场景中,pod从创建到终止的过程就是pod的生命周期。

容器启动

启动后钩子post-start执行后执行做健康检查

第一个健康检查叫存活状态检查(liveness probe )，用来检查主容器存活状态的
第二个健康检查叫准备就绪检查(readiness probe)，用来检查主容器是否启动就绪

容器重启策略

Always：表示容器挂了总是重启，这是默认策略
OnFailures：表示容器状态为错误时才重启，也就是容器正常终止时不重启
Never：表示容器挂了不予重启
对于Always这种策略，容器只要挂了，就会立即重启，这样是很耗费资源的。所以Always重启策略是这么做的：第一次容器挂了立即重启，如果再挂了就要延时10s重启，第三次挂了就等20s重启…… 依次类推

HealthCheck健康检查

当Pod启动时，容器可能会因为某种错误(服务未启动或端口不正确)而无法访问等。

方式	说明
Liveness Probe(存活状态探测)	指示容器是否正在运行。如果存活态探测失败，则 kubelet 会杀死容器，并且容器将根据其重启策略决定未来。如果容器不提供存活探针，则默认状态为 `Success`。
readiness Probe(就绪型探测)	指示容器是否准备好为请求提供服务。如果就绪态探测失败，端点控制器将从与 Pod 匹配的所有服务的端点列表中删除该 Pod 的 IP 地址。初始延迟之前的就绪态的状态值默认为 `Failure`。如果容器不提供就绪态探针，则默认状态为 `Success`。注：检查后不健康，将容器设置为Notready;如果使用service来访问,流量不会转发给此种状态的pod
startup Probe	指示容器中的应用是否已经启动。如果提供了启动探针，则所有其他探针都会被禁用，直到此探针成功为止。如果启动探测失败，`kubelet` 将杀死容器，而容器依其重启策略进行重启。如果容器没有提供启动探测，则默认状态为 `Success`。

Probe探测方式

方式	说明
Exec	执行命令
HTTPGet	http请求某一个URL路径
TCP	tcp连接某一个端口
gRPC	使用 gRPC 执行一个远程过程调用。目标应该实现 gRPC健康检查。如果响应的状态是 “SERVING”，则认为诊断成功。 gRPC 探针是一个 alpha 特性，只有在你启用了 “GRPCContainerProbe” 特性门控时才能使用。

liveness-exec案例

1、准备资源清单文件pod-liveness-exec.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5 				# pod启动延迟5秒后探测
      periodSeconds: 5 						# 每5秒探测1次

2、应用yaml文件

kubectl apply -f pod-liveness-exec.yml

liveness-httpget案例

1、准备资源清单文件pod-liveness-httpget.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:							    # 指定容器端口，这一段不写也行，端口由镜像决定 
    - name: http						# 自定义名称，不需要与下面的port: http对应
      containerPort: 80					# 类似dockerfile里的expose 80
    livenessProbe:
      httpGet:                          # 使用httpGet方式
        port: http                      # http协议,也可以直接写80端口
        path: /index.html               # 探测家目录下的index.html
      initialDelaySeconds: 3            # 延迟3秒开始探测
      periodSeconds: 5                  # 每隔5s钟探测一次

2、应用YAML文件

kubectl apply -f pod-liveness-httpget.yml

liveness-tcp案例

1、准备资源文件pod-liveness-tcp.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-tcp
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      tcpSocket:                        # 使用tcp连接方式
        port: 80                        # 连接80端口进行探测
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 5

2、应用YAML文件

kubectl apply -f pod-liveness-tcp.yml

readiness案例

1、准备资源配置文件pod-readiness-httpget.yml

[root@k8s-master1 ~]# vim pod-readiness-httpget.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    readinessProbe:                     # 这里由liveness换成了readiness
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 5

2、应用YAML文件

kubectl apply -f pod-readiness-httpget.yml

post-start

容器启动后执行的命令

1、准备资源清单文件pod-poststart.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: poststart
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: poststart
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:                                       # 生命周期事件
      postStart:
        exec:
          command: ["mkdir","-p","/usr/share/nginx/html/haha"]

2、应用资源文件

kubectl apply -f pod-poststart.yml

3、查看是否创建成功

kubectl exec -it poststart -- ls /usr/share/nginx/html -l

pre-stop

容器终止前执行的命令

1、准备资源清单文件prestop.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: prestop
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: prestop
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:                                       # 生命周期事件
      preStop:                                       # preStop
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","sleep 60000000"]     # 容器终止前sleep 60000000秒

2、应用资源文件

kubectl apply -f prestop.yml

3、删除验证

kubectl delete -f prestop.yml

Kubernetes(三)-集群核心概念Pod

https://hyq965672903.gitee.io/posts/4d4e71ce.html

作者

灼华

发布于

2023年6月26日

许可协议

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介绍

定义

分类

静态Pod

控制器管理的pod

查看pod

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pod调度

调度约束方法

生命周期

pod生命周期

容器启动

容器重启策略

HealthCheck健康检查

Probe探测方式

liveness-exec案例

liveness-httpget案例

liveness-tcp案例

readiness案例

post-start

pre-stop