【云原生】kubernetes深入理解Pod对象：基本管理-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【云原生】kubernetes深入理解Pod对象：基本管理。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

pod restarts,# Kubernetes,docker,kubernetes,容器,livenessProbe,InitContainers

一、Pod 基本概念

二、pod 常用命令

三、Pod 资源共享实现机制

3.1 共享网络

3.2 共享存储

四、Pod 状态管理

五、重启策略和健康检查

5.1 基本概念

5.1.1 重启策略

5.1.2 健康检查有以下三种类型：

5.1.3 支持以下三种检查方法：

5.2 示例讲解

5.2.1 就绪健康检查示例

六、Pod环境变量注入

6.1 变量定义方式

6.2 Pod属性中获取

6.3 ConfigMap获取

七、Init Container

7.1 概念

7.2 应用场景

7.3 使用 Init 容器示例

一、Pod 基本概念

Pod 是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元。

Pod （就像在鲸鱼荚或者豌豆荚中）是一组（一个或多个）容器；这些容器共享存储、网络、以及怎样运行这些容器的声明。

Pod 特点

• 一个Pod可以理解为是一个应用实例，提供服务

• Pod中容器始终部署在一个Node上

• Pod中容器共享网络、存储资源

• Kubernetes直接管理Pod，而不是容器

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Pod 的共享上下文包括一组 Linux 名字空间、控制组（cgroup）和可能一些其他的隔离，即用来隔离 Docker 容器的技术。在 Pod 的上下文中，每个独立的应用可能会进一步实施隔离。

就 Docker 概念的术语而言，Pod 类似于共享命令空间和文件系统卷的一组 Docker 容器。

二、pod 常用命令

创建Pod：
kubectl apply -f	pod.yaml

或者使用命令 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名称>

三、Pod 资源共享实现机制

3.1 共享网络

将业务容器网络加入到“负责网络的容器”实现网络共享

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在一个pod 中运行两个容器，两个容器之间网络是互通的。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    app: test
  name: pod-net-test
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: busybox
    name: test01
    command: ["/bin/sh","-c","sleep 360000"]
  - image: nginx:1.17
    name: web

进入 web容器中在 index.html 页面中输入 “hello world” ，我们再从 test01 容器中下载访问

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3.2 共享存储

一个pod中的容器通过数据卷共享数据。

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通过在 web容器 /data 文件夹下创建一个文件可以在容器 test 中查看，从而可以得出 pod 中容器中的部分数据是共享的。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    app: test
  name: pod-volume-test 
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: busybox 
    name: test
    command: ["/bin/sh","-c","sleep 360000"]
    volumeMounts:
    - name: log
      mountPath: /data
  - image: nginx
    name: web
    volumeMounts:
    - name: log
      mountPath: /data

  volumes:
  - name: log
    emptyDir: {}

在web容器中的 /data 文件夹下创建 index.html 文件，我们可以看到在test容器中可以查看到 index.html文件。

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四、Pod 状态管理

Pod 一共有 5 种状态，这个状态反映在 Pod 的 status 属性中

Pending：这个状态意味着，Pod 的 YAML 文件已经提交给了 Kubernetes，API 对象已经被创建并保存在 Etcd 当中。但是这个 Pod 还没有被调度成功，最常见的原因比如 Pod 中某个容器启动不成功
Running：这个状态下，Pod 已经调度成功。也就是它包含的容器都已经创建成功，并且至少有一个正在运行中
Succeeded：这个状态意味着，Pod 里的所有容器都正常运行成功并退出了。这种情况在运行一次性任务时最为常见
Failed：这个状态下，Pod 里至少有一个容器以不正常的状态退出。这个状态出现时，你得想办法 Debug 这个容器，比如查看 Pod 的事件和日志。
Unknown：这是一个异常状态，意味着 Pod 的状态不能集群检测到，这很有可能是主从节点（Master 和 Kubelet）间的通信出现了问题。

五、重启策略和健康检查

5.1 基本概念

5.1.1 重启策略

• 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。

5.1.2 健康检查有以下三种类型：

• 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。

• startupProbe（启动检查）：指示容器中的应用是否已经启动。如果提供了启动探针(startup probe)，则禁用所有其他探针，直到它成功为止。如果启动探针失败，kubelet 将杀死容器，容器服从其重启策略进行重启。如果容器没有提供启动探针，则默认状态为成功Success。

5.1.3 支持以下三种检查方法：

• 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。

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5.2 示例讲解

官网示例：

Configure Liveness, Readiness and Startup Probes | Kubernetes

5.2.1 就绪健康检查示例

运行一个 pod 在容器中 /tmp/healthy 目录下创建文件并删除，存活检查检查此路径是否存在。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: pod-check 
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:    # 存活检查
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
    readinessProbe:   # 就绪检查
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5

###  Pod 健康检查示例
kubectl apply -f pod-healthy-check.yaml
### 查看pod的详细信息
kubectl describe pod  pod-check
### 暴露服务端口
kubectl expose pod pod-check --port=80 --target-port=80

存活检查生效，可以看到 pod 的restarts 次数已经增加了一次。

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就绪检查失败， K8s会把Pod从service endpoints中剔除，从而失去此 service 。

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六、Pod环境变量注入

6.1 变量定义方式

自定义变量值
变量值从Pod属性中获取
变量值从Sectet、ConfigMap获取

官方示例地址：通过环境变量将 Pod 信息呈现给容器 | Kubernetes

6.2 Pod属性中获取

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-env-vars
spec:
  containers:
    - name: test
      image: busybox
      command: [ "sh", "-c", "sleep 36000"]
      env:
        - name: MY_NODE_NAME
          valueFrom:
            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: MY_POD_SERVICE_ACCOUNT
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: spec.serviceAccountName
        - name: Hello
          value: "helle Kubernetes!"
  restartPolicy: Never

进入容器查看Pod 信息，我们使用echo $可以输出结果

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6.3 ConfigMap获取

官网示例地址： ConfigMap | Kubernetes

ConfigMap 是一种 API 对象，用来将非机密性的数据保存到键值对中。使用时， Pods 可以将其用作环境变量、命令行参数或者存储卷中的配置文件。

使用 ConfigMap 来将你的配置数据和应用程序代码分开。ConfigMap 在设计上不是用来保存大量数据的。在 ConfigMap 中保存的数据不可超过 1 MiB。如果你需要保存超出此尺寸限制的数据，你可能希望考虑挂载存储卷或者使用独立的数据库或者文件服务。

congfigMap.yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: game-demo
data:  
  # 类属性键：每一个键都映射到一个值
  player_initial_lives: "3"
  ui_properties_file_name: "user-interface.properties"
  
  game.properties: |
    enemy.types=aliens,monsters
    player.maximum-lives=5    
  user-interface.properties: |
    color.good=purple
    color.bad=yellow
    allow.textmode=true

pod-configMap.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-demo-pod
spec:
  containers:
    - name: demo
      image: alpine
      command: ["sleep", "3600"]
      env:
        - name: PLAYER_INITIAL_LIVES # 请注意这里和 ConfigMap 中的键名是不一样的
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: game-demo           # 这个值来自 ConfigMap
              key: player_initial_lives # 需要取值的键
        - name: UI_PROPERTIES_FILE_NAME
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: game-demo
              key: ui_properties_file_name
      volumeMounts:
      - name: config
        mountPath: "/config"
        readOnly: true
  volumes:
    - name: config
      configMap:
        name: game-demo
        items:
        - key: "game.properties"
          path: "game.properties"
        - key: "user-interface.properties"
          path: "user-interface.properties"

创建Pod

kubectl apply -f  configMap.yaml
kubectl apply   -f  pod-configMap.yaml

configmap-demo-pod运行，进入容器可以看到挂载目录成功。

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七、Init Container

7.1 概念

Init Container：顾名思义，用于初始化工作，执行完就结束，可以理解为一次性任务。

• 支持大部分应用容器配置，但不支持健康检查

• 优先应用容器执行

7.2 应用场景

• 环境检查：例如确保应用容器依赖的服务启动后再启动应用容器

• 初始化配置：例如给应用容器准备配置文件，工具安装和安装脚本运行。

7.3 使用 Init 容器示例

部署一个web网站，网站程序没有打到镜像中，而是希望从代码仓库中动态拉取放到应用容器中。下面的例子定义了一个具有一个 Init 容器的简单 Pod。等待 index下载成功。一旦这 Init容器启动完成，Pod 将启动 spec 节中的应用容器。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: init-demo
spec:
  initContainers:
  - name: download
    image: busybox
    command: ['wget','-O', '/opt/index.html','http://www.ctnrs.com']
    volumeMounts:
    - name: wwwroot
      mountPath: "/opt"
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: wwwroot
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: wwwroot
    emptyDir: {}

从pod 的状态中我们可以看到 InitContainer 中的执行状态处于 Init

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