【模块一】kubernetes容器编排进阶实战之pod生命周期、探针简介、范例及示 ...

kubernetes pod生命周期、探针简介、范例及示例

kubernetes pod生命周期

• pod的生命周期(pod lifecycle)，从pod start时间可以设置postStart检测，运行过程中可以设置livenessProbe和 readinessProbe,末了在 stop前可以设置preStop利用
  

探针简介

• 探针是由 kubelet 对容器执行的定期诊断，以保证Pod的状态始终处于运行状态，要执行诊断，kubelet 调用由容器实现的Handler(处理程序)，也成为Hook(钩子)，有三种范例的处理程序：
  
  
  
  • ExecAction #在容器内执行指定下令，如果下令退出时返回码为0则以为诊断成功。
    
  • TCPSocketAction #对指定端口上的容器的IP地点进行TCP检查，如果端口打开，则诊断被以为是成功的。
    
  • HTTPGetAction：#对指定的端口和路径上的容器的IP地点执行HTTPGet请求，如果相应的状态码大于即是200且小于 400，则诊断被以为是成功的。
    
  
  

• 每次探测都将获得以下三种效果之一：
  
  
  
  • 成功：容器通过了诊断。
    
  • 失败：容器未通过诊断。
    
  • 未知：诊断失败，因此不会采取任何行动。
    
  
  

 
Pod重启策略与镜像拉取策略

Pod重启策略：Pod一旦设置探针，在检测失败时间，会基于restartPolicy对Pod进行下一步利用：

• restartPolicy (容器重启策略)：
  
  
  
  • Always：当容器异常时，k8s自动重启该容器，ReplicationController/Replicaset/Deployment，默以为Always。
    
  • OnFailure：当容器失败时(容器停止运行且退出码不为0)，k8s自动重启该容器。
    
  • Never：不论容器运行状态如何都不会重启该容器,Job或CronJob。
    
  
  

• imagePullPolicy (镜像拉取策略):
  
  
  
  • IfNotPresent：node节点没有此镜像就去指定的镜像堆栈拉取，node有就利用node本地镜像。
    
  • Always：每次重修pod都会重新拉取镜像
    
  • Never：从不到镜像中心拉取镜像，只利用本地镜像
    
  
  

探针范例

• startupProbe: #启动探针,kubernetes v1.16引入
  
  
  
  • 判定容器内的应用程序是否已启动完成，如果设置了启动探测，则会先禁用所有其它的探测，直到startupProbe检测成功为止，如果startupProbe探测失败，则kubelet将杀死容器，容器将按照重启策略进行下一步利用，如果容器没有提供启动探测，则默认状态为成功
    
  
  

• livenessProbe: #存活探针
  
  
  
  • 检测容器容器是否正在运行，如果存活探测失败，则kubelet会杀死容器，而且容器将受到其重启策略的影响，如果容器不提供存活探针，则默认状态为 Success，livenessProbe用于控制是否重启pod。
    
  
  

• readinessProbe: #就绪探针
  
  
  
  • 如果就绪探测失败，端点控制器将从与Pod匹配的所有Service的端点中删除该Pod的IP地点，初始耽误之前的就绪状态默以为Failure(失败)，如果容器不提供就绪探针，则默认状态为 Success，readinessProbe用于控制pod是否添加至service。
    
  
  

探针设置参数

• 探针有很多设置字段，可以利用这些字段精确的控制存活和就绪检测的行为：
  设置存活、就绪和启动探针 | Kubernetes
  

• initialDelaySeconds: 120 #初始化耽误时间，告诉kubelet在执行第一次探测前应该等待多少秒，默认是0秒，最小值是0
  

• periodSeconds: 60 #探测周期隔断时间，指定了kubelet应该每多少秒秒执行一次存活探测，默认是 10 秒。最小值是 1
  

• timeoutSeconds: 5 #单次探测超时时间，探测的超时后等待多少秒，默认值是1秒，最小值是1。
  

• successThreshold: 1 #从失败转为成功的重试次数，探测器在失败后，被视为成功的最小连续成功数，默认值是1，存活探测的这个值必须是1，最小值是
  1。
  

• failureThreshold： 3 #从成功转为失败的重试次数，当Pod启动了而且探测到失败，Kubernetes的重试次数，存活探测情况下的放弃就意味偏重新启动容器，就绪探测情况下的放弃Pod 会被打上未就绪的标签，默认值是3，最小值是1。
  

探针http设置参数：

HTTP 探测器可以在 httpGet 上设置额外的字段：

• host: #毗连利用的主机名，默认是Pod的 IP，也可以在HTTP头中设置 “Host” 来代替。
  
• scheme: http #用于设置毗连主机的方式（HTTP 还是 HTTPS），默认是 HTTP。
  
• path: /monitor/index.html #访问 HTTP 服务的路径。
  
• httpHeaders: #请求中自定义的 HTTP 头,HTTP 头字段答应重复。
  
• port: 80 #访问容器的端标语或者端口名，如果数字必须在 1 ～ 65535 之间。
  

1. [root@k8s-master1 case3-Probe]#cat 1-http-Probe.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: myserver-myapp-frontend-deployment
6.   namespace: myserver
7. spec:
8.   replicas: 1
9.   selector:
10.     matchLabels: #rs or deployment
11.       app: myserver-myapp-frontend-label
12.     #matchExpressions:
13.     #  - {key: app, operator: In, values: [myserver-myapp-frontend,ng-rs-81]}
14.   template:
15.     metadata:
16.       labels:
17.         app: myserver-myapp-frontend-label
18.     spec:
19.       containers:
20.       - name: myserver-myapp-frontend-label
21.         image: nginx:1.20.2-alpine
22.         ports:
23.         - containerPort: 80
24.         #readinessProbe:
25.         livenessProbe:
26.           httpGet:
27.             path: /monitor/monitor.html
28.             #path: /index.html
29.             port: 80
30.           initialDelaySeconds: 5
31.           periodSeconds: 3
32.           timeoutSeconds: 1
33.           successThreshold: 1
34.           failureThreshold: 3
37. ---
38. apiVersion: v1
39. kind: Service
40. metadata:
41.   name: myserver-myapp-frontend-service
42.   namespace: myserver
43. spec:
44.   ports:
45.   - name: http
46.     port: 81
47.     targetPort: 80
48.     nodePort: 30070
49.     protocol: TCP
50.   type: NodePort
51.   selector:
52.     app: myserver-myapp-frontend-label  

复制代码

探针http演示

1. [root@k8s-master1 case3-Probe]#kubectl apply -f 1-http-Probe.yaml
2. [root@k8s-master1 case3-Probe]#kubectl get -n myserver pod,svc,ep
3. NAME                                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
4. pod/myserver-myapp-frontend-deployment-5b559886c9-74bjh   1/1     Running   0          9s
6. NAME                                      TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
7. service/myserver-myapp-frontend-service   NodePort   10.100.47.85   <none>        81:30070/TCP   13m
9. NAME                                        ENDPOINTS           AGE
10. endpoints/myserver-myapp-frontend-service   10.200.107.240:80   13m
13. #如果将配置文件改成不存在的路径，livenessProbe会不断的重启
14.         #readinessProbe:
15.         livenessProbe:
16.           httpGet:
17.             path: /monitor/monitor.html
18.             #path: /index.html
19.             port: 80
20. [root@k8s-master1 case3-Probe]#kubectl get -n myserver pod,svc,ep
21. NAME                                                    READY   STATUS    RESTARTS     AGE
22. pod/myserver-myapp-frontend-deployment-d8d99c64-bzmcj   1/1     Running   3 (6s ago)   46s
24. NAME                                      TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
25. service/myserver-myapp-frontend-service   NodePort   10.100.193.54   <none>        81:30070/TCP   46s
27. NAME                                        ENDPOINTS           AGE
28. endpoints/myserver-myapp-frontend-service   10.200.107.247:80   45s
31. [root@k8s-master1 case3-Probe]#kubectl get -n myserver pod,svc,ep
32. NAME                                                     READY   STATUS             RESTARTS      AGE
33. pod/myserver-myapp-frontend-deployment-d8d99c64-qhq8d    0/1     CrashLoopBackOff   6 (12s ago)   3m40s
35. NAME                                      TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
36. service/myserver-myapp-frontend-service   NodePort   10.100.47.85   <none>        81:30070/TCP   18m
38. NAME                                        ENDPOINTS   AGE
39. endpoints/myserver-myapp-frontend-service               18m
41. #如果将配置文件改成不存在的路径，readinessProbe
42.         #readinessProbe:
43.         livenessProbe:
44.           httpGet:
45.             path: /monitor/monitor.html
46.             #path: /index.html
47.             port: 80
48.             
49. [root@k8s-master1 case3-Probe]#kubectl get -n myserver pod,svc,ep
50. NAME                                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
51. pod/myserver-myapp-frontend-deployment-7dcb656667-wj9kd   0/1     Running   0          4s
53. NAME                                      TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
54. service/myserver-myapp-frontend-service   NodePort   10.100.232.31   <none>        81:30070/TCP   4s
56. NAME                                        ENDPOINTS   AGE
57. endpoints/myserver-myapp-frontend-service               4s
58.             

复制代码

探针tcp设置参数

1. [root@k8s-master1 case3-Probe]#cat 2-tcp-Probe.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: myserver-myapp-frontend-deployment
6.   namespace: myserver
7. spec:
8.   replicas: 1
9.   selector:
10.     matchLabels: #rs or deployment
11.       app: myserver-myapp-frontend-label
12.     #matchExpressions:
13.     #  - {key: app, operator: In, values: [myserver-myapp-frontend,ng-rs-81]}
14.   template:
15.     metadata:
16.       labels:
17.         app: myserver-myapp-frontend-label
18.     spec:
19.       containers:
20.       - name: myserver-myapp-frontend-label
21.         image: nginx:1.20.2-alpine
22.         ports:
23.         - containerPort: 80
24.         livenessProbe:
25.         #readinessProbe:
26.           tcpSocket:
27.             port: 80
28.             #port: 8080
29.           initialDelaySeconds: 5
30.           periodSeconds: 3
31.           timeoutSeconds: 5
32.           successThreshold: 1
33.           failureThreshold: 3
36. ---
37. apiVersion: v1
38. kind: Service
39. metadata:
40.   name: myserver-myapp-frontend-service
41.   namespace: myserver
42. spec:
43.   ports:
44.   - name: http
45.     port: 81
46.     targetPort: 80
47.     nodePort: 30070
48.     protocol: TCP
49.   type: NodePort
50.   selector:
51.     app: myserver-myapp-frontend-label

复制代码

 
探针exec设置参数(执行下令)

1. [root@k8s-master1 case3-Probe]#cat 3-exec-Probe.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: myserver-myapp-redis-deployment
6.   namespace: myserver
7. spec:
8.   replicas: 1
9.   selector:
10.     matchLabels: #rs or deployment
11.       app: myserver-myapp-redis-label
12.     #matchExpressions:
13.     #  - {key: app, operator: In, values: [myserver-myapp-redis,ng-rs-81]}
14.   template:
15.     metadata:
16.       labels:
17.         app: myserver-myapp-redis-label
18.     spec:
19.       containers:
20.       - name: myserver-myapp-redis-container
21.         image: redis
22.         ports:
23.         - containerPort: 6379
24.         livenessProbe:
25.         #readinessProbe:
26.           exec:
27.             command:
28.             #- /apps/redis/bin/redis-cli
29.             - /usr/local/bin/redis-cli
30.             - quit
31.           initialDelaySeconds: 5
32.           periodSeconds: 3
33.           timeoutSeconds: 5
34.           successThreshold: 1
35.           failureThreshold: 3
36.       
37. ---
38. apiVersion: v1
39. kind: Service
40. metadata:
41.   name: myserver-myapp-redis-service
42.   namespace: myserver
43. spec:
44.   ports:
45.   - name: http
46.     port: 6379
47.     targetPort: 6379
48.     nodePort: 40016
49.     protocol: TCP
50.   type: NodePort
51.   selector:
52.     app: myserver-myapp-redis-label

复制代码

 
startupProbe: #启动探针

1. [root@k8s-master1 case3-Probe]#cat 5-startupProbe-livenessProbe-readinessProbe.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: myserver-myapp-frontend-deployment
6.   namespace: myserver
7. spec:
8.   replicas: 3
9.   selector:
10.     matchLabels: #rs or deployment
11.       app: myserver-myapp-frontend-label
12.     #matchExpressions:
13.     #  - {key: app, operator: In, values: [myserver-myapp-frontend,ng-rs-81]}
14.   template:
15.     metadata:
16.       labels:
17.         app: myserver-myapp-frontend-label
18.     spec:
19.       terminationGracePeriodSeconds: 60
20.       containers:
21.       - name: myserver-myapp-frontend-label
22.         image: nginx:1.20.2
23.         ports:
24.         - containerPort: 80
25.         startupProbe:
26.           httpGet:
27.             path: /index.html
28.             port: 80
29.           initialDelaySeconds: 5 #首次检测延迟5s
30.           failureThreshold: 3  #从成功转为失败的次数
31.           periodSeconds: 3 #探测间隔周期
32.         readinessProbe:
33.           httpGet:
34.             #path: /monitor/monitor.html
35.             path: /index.html
36.             port: 80
37.           initialDelaySeconds: 5
38.           periodSeconds: 3
39.           timeoutSeconds: 5
40.           successThreshold: 1
41.           failureThreshold: 3
42.         livenessProbe:
43.           httpGet:
44.             #path: /monitor/monitor.html
45.             path: /index.html
46.             port: 80
47.           initialDelaySeconds: 5
48.           periodSeconds: 3
49.           timeoutSeconds: 5
50.           successThreshold: 1
51.           failureThreshold: 3
54. ---
55. apiVersion: v1
56. kind: Service
57. metadata:
58.   name: myserver-myapp-frontend-service
59.   namespace: myserver
60. spec:
61.   ports:
62.   - name: http
63.     port: 81
64.     targetPort: 80
65.     nodePort: 40012
66.     protocol: TCP
67.   type: NodePort
68.   selector:
69.     app: myserver-myapp-frontend-label

复制代码

 
postStart and preStop handlers-简介

为容器的生命周期事件设置处理函数 | Kubernetes这个页面将演示如何为容器的生命周期事件挂接处理函数。Kubernetes 支持 postStart 和 preStop 事件。 当一个容器启动后，Kubernetes 将立刻发送 postStart 事件；在容器被终结之前， Kubernetes 将发送一个 preStop 事件。容器可以为每个事件指定一个处理程序。预备开始 你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须设置 kubectl 下令行工具让其与你的集群通信。 建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以利用下面的 Kubernetes 训练环境之一：Killercoda 玩转 Kubernetes 要获知版本信息，请输入 kubectl version. 定义 postStart 和 preStop 处理函数 在本训练中，你将创建一个包含一个容器的 Pod，该容器为 postStart 和 preStop 事件提供对应的处理函数。下面是对应 Pod 的设置文件：pods/lifecycle-events.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: lifecycle-demo spec: containers: - name: lifecycle-demo-container image: nginx lifecycle: postStart: exec: command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the postStart handler > /usr/share/message"] preStop: exec: command: ["/bin/sh","-c","nginx -s quit; while killall -0 nginx; do sleep 1; done"] 在上述设置文件中，你可以看到 postStart 下令在容器的 /usr/share 目次下写入文件 message。 下令 preStop 负责优雅地停止 nginx 服务。当由于失效而导致容器停止时，这一处理方式很有用。

https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/configure-pod-container/attach-handler-lifecycle-event/
 
postStart 和 preStop handlers 处理函数：

• postStart-Pod启动后立刻执行指定的擦利用：
  
  
  
  • Pod被创建后立刻执行,即不等待pod中的服务启动。
    
  • 如果postStart执行失败pod不会继续创建
    
  
  

• preStop：
  
  
  
  • 在pod被停止之前执行
    
  • 如果preStop一直执行不完成，则末了宽限2秒后强制删除
    
  
  

1. [root@k8s-master1 case4-postStart-preStop]#cat 1-myserver-myapp1-postStart-preStop.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: myserver-myapp1-lifecycle
6.   labels:
7.     app: myserver-myapp1-lifecycle
8.   namespace: myserver
9. spec:
10.   replicas: 1
11.   selector:
12.     matchLabels:
13.       app: myserver-myapp1-lifecycle-label
14.   template:
15.     metadata:
16.       labels:
17.         app: myserver-myapp1-lifecycle-label
18.     spec:
19.       terminationGracePeriodSeconds: 60
20.       containers:
21.       - name: myserver-myapp1-lifecycle-label
22.         image: tomcat:7.0.94-alpine
23.         lifecycle:
24.           postStart:
25.             exec:
26.              #command: 把自己注册到注册在中心
27.               command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Hello from the postStart handler' >> /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/index.html"]
29.             #httpGet:
30.             #  #path: /monitor/monitor.html
31.             #  host: www.magedu.com
32.             #  port: 80
33.             #  scheme: HTTP
34.             #  path: index.html
35.           preStop:
36.             exec:
37.              #command: 把自己从注册中心移除
38.               command:
39.                 - /bin/bash
40.                 - -c
41.                 - 'sleep 10000000'
42.               #command: ["/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh","stop"]
43.               #command: ['/bin/sh','-c','/path/preStop.sh']
44.         ports:
45.           - name: http
46.             containerPort: 8080
48. ---
49. apiVersion: v1
50. kind: Service
51. metadata:
52.   name: myserver-myapp1-lifecycle-service
53.   namespace: myserver
54. spec:
55.   ports:
56.   - name: http
57.     port: 80
58.     targetPort: 8080
59.     nodePort: 30012
60.     protocol: TCP
61.   type: NodePort
62.   selector:
63.     app: myserver-myapp1-lifecycle-label

复制代码

Pod的停止流程

https://cloud.google.com/blog/products/containers-kubernetes/kubernetes-best-practices-terminating-with-grace

https://cloud.google.com/blog/products/containers-kubernetes/kubernetes-best-practices-terminating-with-grace
 
1.创建pod

• 向API-Server提交创建请求、API-Server完成鉴权和准入并将事件写入etcd
  
• kube-scheduler完成调度流程
  
• kubelet创建并启动pod、然后执行postStart
  
• 周期进行livenessProbe
  
• 进入running状态
  
• readinessProbe检测通过后，service关联pod
  
• 接受客户端请求
  

2.删除pod

• 向API-Server提交删除请求、API-Server完成鉴权和准入并将事件写入etcd
  
• Pod被设置为”Terminating”状态、从service的Endpoints列表中删除并不再接受客户端请求。
  
• pod执行PreStop
  
• kubelet向pod中的容器发送SIGTERM信号(正常停止信号)停止pod里面的主历程，这个信号让容器知道自己很快将会被关闭 terminationGracePeriodSeconds: 60 #可选停止等待期(pod删除宽限期)，如果有设置删除宽限时间，则等待宽限时间到期，否则最多等待30s，Kubernetes等待指定的时间称为优雅停止宽限期,默认情况下是30秒,值得注意的是等待期与preStop Hook和SIGTERM信号并行执行，即Kubernetes大概不会等待preStop Hook完成(最长30秒之后主历程还没有竣事就就强制停止pod)。
  
• SIGKILL信号被发送到Pod，并删除Pod
  

   root@k8s-master1:~# kubectl  explain  Deployment.spec.template.spec 


 terminationGracePeriodSeconds    <integer>
     Optional duration in seconds the pod needs to terminate gracefully. May be
     decreased in delete request. Value must be non-negative integer. The value
     zero indicates stop immediately via the kill signal (no opportunity to shut
     down). If this value is nil, the default grace period will be used instead.
     The grace period is the duration in seconds after the processes running in
     the pod are sent a termination signal and the time when the processes are
     forcibly halted with a kill signal. Set this value longer than the expected
     cleanup time for your process. Defaults to 30 seconds.
  

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