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标题: Kubernetes（k8s）pod详解 [打印本页]
作者: 锦通    时间: 2022-6-21 16:47
标题: Kubernetes（k8s）pod详解
目录

一、简介

在Kubernetes集群中，Pod是所有业务类型的基础，也是K8S管理的最小单位级，它是一个或多个容器的组合。这些容器共享存储、网络和命名空间，以及如何运行的规范。在Pod中，所有容器都被统一安排和调度，并运行在共享的上下文中。对于具体应用而言，Pod是它们的逻辑主机，Pod包含业务相关的多个应用容器。
二、Pod实现机制与设计模式

每个Pod都有一个特殊的被称为"根容器"的Pause 容器（Pause容器，又叫Infrastructure容器）。 Pause容器对应的镜像属于Kubernetes平台的一部分，除了Pause容器，每个Pod还包含一个或者多个紧密相关的用户业务容器。

众所周知，容器之间是通过Namespace隔离的，Pod要想解决上述应用场景，那么就要让Pod里的容器之间高效共享。
具体分为两个部分：网络和存储

kubernetes的解法是这样的：会在每个Pod里先启动一个infra container小容器，然后让其他的容器连接进来这个网络命名空间，然后其他容器看到的网络试图就完全一样了，即网络设备、IP地址、Mac地址等，这就是解决网络共享问题。在Pod的IP地址就是infra container的IP地址。

比如有两个容器，一个是nginx，另一个是普通的容器，普通容器要想访问nginx里的文件，就需要nginx容器将共享目录通过volume挂载出来，然后让普通容器挂载的这个volume，最后大家看到这个共享目录的内容一样。
例如：
  1. # pod-write-read.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5.   name: my-pod
  6. spec:
  7.   containers:
  8.   - name: write
  9.     image: centos
  10.     command: ["bash","-c","for i in {1..100};do echo $i >> /data/hello;sleep 1;done"]
  11.     volumeMounts:
  12.       - name: data
  13.         mountPath: /data
  15.   - name: read
  16.     image: centos
  17.     command: ["bash","-c","tail -f /data/hello"]
  18.     volumeMounts:
  19.       - name: data
  20.         mountPath: /data
  21.    
  22.   volumes:
  23.   - name: data
  24.     emptyDir: {}
复制代码
上述示例中有两个容器，write容器负责提供数据，read消费数据，通过数据卷将写入数据的目录和读取数据的目录都放到了该卷中，这样每个容器都能看到该目录。
验证：
  1. $ kubectl apply -f pod-write-read.yaml
  2. $ kubectl logs my-pod -c read -f
复制代码
在Pod中容器分为以下几个类型：
三、镜像拉取策略
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Pod
  3. metadata:
  4.   name: pod001
  5. spec:
  6.   containers:
  7.     - name: busybox001
  8.       image: busybox
  9.       imagePullPolicy: IfNotPresent
复制代码
imagePullPolicy 字段有三个可选值：
注意，这里的重启是指在Pod所在Node上面本地重启，并不会调度到其他Node上去。
四、资源限制

Pod资源配额有两种：
申请配额：调度时使用，参考是否有节点满足该配置
限制配额：容器能使用的最大配置
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Pod
  3. metadata:
  4.   name: pod002
  5. spec:
  6.   containers:
  7.   - name: busybox002
  8.     image: busybox
  9.     resources:
  10.       requests:
  11.         memory: "64Mi"
  12.         cpu: "250m"
  13.       limits:
  14.         memory: "128Mi"
  15.         cpu: "500m"
复制代码
其中cpu值比较抽象，可以这么理解：
1核=1000m
1.5核=1500m
那上面限制配置就是1核的二分之一（500m），即该容器最大使用半核CPU。
该值也可以写成浮点数，更容易理解：
半核=0.5
1核=1
1.5核=1.5
五、重启策略
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Pod
  3. metadata:
  4.   name: pod003
  5. spec:
  6.   containers:
  7.   - name: busybox003
  8.     image: busybox
  9.   restartPolicy: Always
复制代码
restartPolicy字段有三个可选值：
六、 健康检查

默认情况下，kubelet 根据容器状态作为健康依据，但不能容器中应用程序状态，例如程序假死。这就会导致无法提供服务，丢失流量。因此引入健康检查机制确保容器健康存活。
健康检查有两种类型：
如果检查失败，将杀死容器，根据Pod的restartPolicy来操作。

如果检查失败，Kubernetes会把Pod从service endpoints中剔除。
这两种类型支持三种检查方法：
发送HTTP请求，返回200-400范围状态码为成功。

执行Shell命令返回状态码是0为成功。

发起TCP Socket建立成功。
  1. # health-check.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5.   labels:
  6.     test: liveness
  7.   name: liveness-exec
  8. spec:
  9.   containers:
  10.   - name: liveness
  11.     image: busybox
  12.     args:
  13.     - /bin/sh
  14.     - -c
  15.     - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 60
  16.     livenessProbe:
  17.       exec:
  18.         command:
  19.         - cat
  20.         - /tmp/healthy
  21.       initialDelaySeconds: 5
  22.       periodSeconds: 5
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上述示例：启动容器第一件事在容器内创建文件，停止30s，删除该文件，再停止60s，确保容器还在运行中。
验证现象：容器启动正常，30s后异常，会restartPolicy策略自动重建，容器继续正常，反复现象。
  1. $ kubectl apply -f health-check.yaml
  2. $ kubectl describe pod liveness-exec
  3. $
复制代码
七、调度策略

先看下创建一个Pod的工作流程： create pod -> apiserver -> write etcd -> scheduler -> bind pod to node -> write etcd -> kubelet( apiserver get pod) -> dcoekr api,create container -> apiserver -> update pod status to etcd -> kubectl get pods

Pod根据调度器默认算法将Pod分配到合适的节点上，一般是比较空闲的节点。但有些情况我们希望将Pod分配到指定节点，该怎么做呢？
这里给你介绍调度策略：nodeName、nodeSelector和污点
1）nodeName

nodeName用于将Pod调度到指定的Node名称上。
例如：下面示例会绕过调度系统，直接分配到k8s-node1节点。
  1. # SchedulePolicy-nodeName.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5.   labels:
  6.     run: busybox
  7.   name: busyboxnn
  8.   namespace: default
  9. spec:
  10.   nodeName: k8s-node1
  11.   containers:
  12.   - image: busybox
  13.     name: bs
  14.     command:
  15.     - "ping"
  16.     - "baidu.com"
复制代码
执行&查看
  1. $ kubectl apply -f SchedulePolicy-nodeName.yaml
  2. $ kubectl get pod busyboxnn -o wide
复制代码

2）nodeSelector

nodeSelector用于将Pod调度到匹配Label的Node上。先给规划node用途，然后打标签，例如将两台node划分给不同团队使用：
  1. $ kubectl label nodes k8s-node1 team=a
  2. $ kubectl label nodes k8s-node2 team=b
复制代码
后在创建Pod只会被调度到含有team=a标签的节点上。
  1. # SchedulePolicy-nodeSelector.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5.   name: busyboxsn
  6.   namespace: default
  7. spec:
  8.   nodeSelector:
  9.     team: b
  10.   containers:
  11.   - image: busybox
  12.     name: bs
  13.     command:
  14.     - "ping"
  15.     - "baidu.com"
复制代码
执行&查看
  1. $ kubectl apply -f SchedulePolicy-nodeSelector.yaml
  2. $ kubectl get pod busyboxsn -o wide
复制代码

3）taint（污点）与tolerations（容忍）

其中[effect] 可取值：
示例：
先给节点设置污点，说明这个节点不是谁都可以调度过来的：
  1. $ kubectl taint node k8s-node1  abc=123:NoSchedule
复制代码
查看污点：
  1. $ kubectl describe node k8s-node1 |grep Taints
复制代码
然后在创建Pod只有声明了容忍污点（tolerations），才允许被调度到abc=123污点节点上。
  1. # SchedulePolicy-tolerations.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Pod
  4. metadata:
  5.   labels:
  6.     run: busybox
  7.   name: busybox3
  8.   namespace: default
  9. spec:
  10.   tolerations:
  11.   - key: "abc"
  12.     operator: "Equal"
  13.     value: "123"
  14.     effect: "NoSchedule"
  15.   containers:
  16.   - image: busybox
  17.     name: bs
  18.     command:
  19.     - "ping"
  20.     - "baidu.com"
复制代码
如果不配置容忍污点，则永远不会调度到k8s-node1。（也可以叫做反亲和性）
去掉污点：
kubectl taint node k8s-node1  abc=123:NoSchedule
  1. $ kubectl taint node k8s-node1 abc:NoSchedule-
复制代码
master节点默认是打了污点标记，不调度的，去掉污点标记
  1. #添加 尽量不调度 PreferNoSchedule
  2. kubectl taint nodes k8s-master node-role.kubernetes.io/master:PreferNoSchedule
  3. #去除污点NoSchedule，最后一个"-"代表删除
  4. kubectl taint nodes k8s-master node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule-
复制代码
八、Pod状态

1）Pod常见状态

1、Pending：等待中
Pod已经被创建，但还没有完成调度，或者说有一个或多个镜像正处于从远程仓库下载的过程。处在这个阶段的Pod可能正在写数据到etcd中、调度、pull镜像或启动容器。
2、Running：运行中
该 Pod 已经绑定到了一个节点上，Pod 中所有的容器都已被创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或重启状态。
3、Succeeded：正常终止
Pod中的所有的容器已经正常的执行后退出，并且不会自动重启，一般会是在部署job的时候会出现。
4、Failed：异常停止
Pod 中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非0状态退出或者被系统终止。
5、Terminating 或 Unknown 状态
从 v1.5 开始，Kubernetes 不会因为 Node 失联而删除其上正在运行的 Pod，而是将其标记为 Terminating 或 Unknown 状态。
6、Error 状态
通常处于 Error 状态说明 Pod 启动过程中发生了错误。常见的原因包括：

7、Completed状态
状态由ContainerCreating变为Completed再变为CrashLoopBackOff，原因是command: 或args 参数错误无法正常执行。
用一张图来表示Pod的各个状态

2）Pod 其它状态详细说明

状态描述ContainerCreating容器创建中PodInitializing        pod初始化中CrashLoopBackOff容器曾经启动了，但可能又异常退出了，kubelet正在将它重启InvalidImageName无法解析镜像名称ImageInspectError无法校验镜像ErrImageNeverPull策略禁止拉取镜像ImagePullBackOff正在重试拉取RegistryUnavailable连接不到镜像中心ErrImagePull通用的拉取镜像出错CreateContainerConfigError不能创建kubelet使用的容器配置CreateContainerError创建容器失败m.internalLifecycle.PreStartContainer执行hook报错RunContainerError启动容器失败PostStartHookError执行hook报错ContainersNotInitialized容器没有初始化完毕ContainersNotRead容器没有准备完毕DockerDaemonNotReadydocker还没有完全启动NetworkPluginNotReady网络插件还没有完全启动pod启动后停止问题总结（ContainerCreating-》Completed-》CrashLoopBackOff）：
pod 是否能持续运行，是由执行命令决定的，执行命令如果一执行就停止，控制台也停止持续输出，pod生命周期就结束，pod状态就会变成CrashLoopBackOff。

来源：https://www.cnblogs.com/liugp/p/16366688.html
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