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Pod基础概念
在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使用方式
pause容器使得Pod中的所有容器可以共享两种资源
网络
存储
总结
kubernetes中的pause容器主要为每个容器提供功能
Kubernetes设计这样的Pod概念和特殊组成结构的用意
通常把Pod分为以下几类
自主式Pod
控…目录
Pod基础概念
在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使用方式
pause容器使得Pod中的所有容器可以共享两种资源
网络
存储
总结
kubernetes中的pause容器主要为每个容器提供功能
Kubernetes设计这样的Pod概念和特殊组成结构的用意
通常把Pod分为以下几类
自主式Pod
控制器管理的Pod
静态Pod
查看kubelet配置文件
Pod容器的分类
基础容器infrastructure container
初始化容器initcontainers
Init 容器与普通的容器非常像除了以下两点
Init 的容器作用
应用容器Maincontainer
特别说明
镜像拉取策略imagePullPolicy
master01上操作
创建测试案例
修改 pod1.yaml 文件
总结
Pod的定义
一个Pod至少包含多少容器 pause容器的作用
Pod的3种类型
控制器管理的Pod
自主独立的Pod
静态Pod
Pod的3种容器
pause容器基础容器/父容器/根容器
init容器初始化容器/init container
应用容器业务容器/main container
Pod容器的3种镜像拉取策略 Pod基础概念
Pod是kubernetes中最小的资源管理组件Pod也是最小化运行容器化应用的资源对象。一个Pod代表着集群中运行的一个进程。kubernetes中其他大多数组件都是围绕着Pod来进行支撑和扩展Pod功能的例如用于管理Pod运行的StatefulSet和Deployment等控制器对象用于暴露Pod应用的Service和Ingress对象为Pod提供存储的PersistentVolume存储资源对象等。
在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使用方式
一个Pod中运行一个容器。“每个Pod中一个容器”的模式是最常见的用法在这种使用方式中你可以把Pod想象成是单个容器的封装kuberentes管理的是Pod而不是直接管理容器。在一个Pod中同时运行多个容器。一个Pod中也可以同时封装几个需要紧密耦合互相协作的容器它们之间共享资源。这些在同一个Pod中的容器可以互相协作成为一个service单位比如一个容器共享文件另一个“sidecar”容器来更新这些文件。Pod将这些容器的存储资源作为一个实体来管理。一个Pod下的容器必须运行于同一节点上。现代容器技术建议一个容器只运行一个进程该进程在容器中PID命名空间中的进程号为1可直接接收并处理信号进程终止时容器生命周期也就结束了。若想在容器内运行多个进程需要有一个类似Linux操作系统init进程的管控类进程以树状结构完成多进程的生命周期管理。运行于各自容器内的进程无法直接完成网络通信这是由于容器间的隔离机制导致k8s中的Pod资源抽象正是解决此类问题Pod对象是一组容器的集合这些容器共享NET、MNT、UTS及IPC命名空间因此具有相同的域名、主机名和网络接口并可通过IPC直接通信。Pod资源中针对各容器提供网络命名空间等共享机制的是底层基础容器pause基础容器也可称为父容器pause就是为了管理Pod容器间的共享操作这个父容器需要能够准确地知道如何去创建共享运行环境的容器还能管理这些容器的生命周期。为了实现这个父容器的构想kubernetes中用pause容器来作为一个Pod中所有容器的父容器。这个pause容器有两个核心的功能一是它提供整个Pod的Linux命名空间的基础。二来启用PID命名空间它在每个Pod中都作为PID为1进程init进程并回收僵尸进程。
pause容器使得Pod中的所有容器可以共享两种资源
网络
每个Pod都会被分配一个唯一的IP地址。Pod中的所有容器共享网络空间包括IP地址和端口。Pod内部的容器可以使用localhost互相通信。Pod中的容器与外界通信时必须分配共享网络资源例如使用宿主机的端口映射。
存储
Pod可以指定多个共享的Volume。Pod中的所有容器都可以访问共享的Volume。Volume也可以用来持久化Pod中的存储资源以防容器重启后文件丢失。
总结
每个Pod都有一个特殊的被称为“基础容器”的Pause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应用容器。
kubernetes中的pause容器主要为每个容器提供功能
在pod中担任Linux命名空间如网络命令空间共享的基础启用PID命名空间开启init进程
Kubernetes设计这样的Pod概念和特殊组成结构的用意
在一组容器作为一个单元的情况下难以对整体的容器简单地进行判断及有效地进行行动。比如一个容器死亡了此时是算整体挂了么那么引入与业务无关的Pause容器作为Pod的基础容器以它的状态代表着整个容器组的状态这样就可以解决该问题。Pod里的多个应用容器共享Pause容器的IP共享Pause容器挂载的Volume这样简化了应用容器之间的通信问题也解决了容器之间的文件共享问题。
通常把Pod分为以下几类
自主式Pod
这种Pod本身是不能自我修复的当Pod被创建后不论是由你直接创建还是被其他Controller都会被Kuberentes调度到集群的Node上。直到Pod的进程终止、被删掉、因为缺少资源而被驱逐、或者Node故障之前这个Pod都会一直保持在那个Node上。Pod不会自愈。如果Pod运行的Node故障或者是调度器本身故障这个Pod就会被删除。同样的如果Pod所在Node缺少资源或者Pod处于维护状态Pod也会被驱逐。
控制器管理的Pod
Kubernetes使用更高级的称为Controller的抽象层来管理Pod实例。Controller可以创建和管理多个Pod提供副本管理、滚动升级和集群级别的自愈能力。例如如果一个Node故障Controller就能自动将该节点上的Pod调度到其他健康的Node上。虽然可以直接使用Pod但是在Kubernetes中通常是使用Controller来管理Pod的。
静态Pod
静态 Pod 直接由特定节点上的 kubelet 进程来管理不通过 master 节点上的 apiserver 。无法与控制器 Deployment 或者 DaemonSet 进行关联它由 kubelet 进程自己来监控当 pod 崩溃时重启该 pod kubelete 也无法对他们进行健康检查。静态 pod 始终绑定在某一个 kubelet 并且始终运行在同一个节点上。 kubelet 会自动为每一个静态 pod 在 Kubernetes 的 apiserver 上创建一个镜像 PodMirror Pod因此我们可以在 apiserver 中查询到该 pod但是不能通过 apiserver 进行控制例如不能删除。
查看kubelet配置文件
/var/lib/kubelet/config.yaml
cat /var/lib/kubelet/config.yaml | grep staticPodPath
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests#也可以通过下面命令找到kubelet对应的启动配置文件修改node节点的kubelet配置文件添加静态Pod的环境变量配置 --pod-manifest-path 参数
systemctl status kubelet
/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d└─10-kubeadm.confvim /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf
EnvironmentKUBELET_SYSTEM_PODS_ARGS--pod-manifest-path/etc/kubernetes/manifests --allowprivilegedtruesystemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet #在静态Pod文件的管理目录下准备 Pod 的 Json 或者 Yaml 文件
vim /etc/kubernetes/manifests/static-web.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: static-weblabels:app: static
spec:containers:- name: webimage: nginxports:- name: webcontainerPort: 80运行中的 kubelet 周期扫描配置的目录下文件的变化当这个目录中有文件出现或消失时创建或删除 pods。
在 Master 节点同样也可以看到该 Pod如果执行 kubectl delete pod static-web-node01 命令删除该 Pod 发现并不能删除。Pod容器的分类
基础容器infrastructure container
维护整个 Pod 网络和存储空间node 节点中操作启动一个Pod时k8s会自动启动一个基础容器
cat /opt/kubernetes/cfg/kubelet
......
--pod-infra-container-imageregistry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0//每次创建 Pod 时候就会创建运行的每一个Pod都有一个 pause-amd64 的基础容器自动会运行对于用户是透明的
docker ps -a
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0 /pause 初始化容器initcontainers
Init容器必须在应用程序容器启动之前运行完成而应用程序容器是并行运行的所以Init容器能够提供了一种简单的阻塞或延迟应用容器的启动的方法。
Init 容器与普通的容器非常像除了以下两点
Init 容器总是运行到成功完成为止每个 Init 容器都必须在下一个 Init 容器启动之前成功完成启动和退出如果 Pod 的 Init 容器失败k8s 会不断地重启该 Pod直到 Init 容器成功为止。然而如果 Pod 对应的重启策略restartPolicy为 Never它不会重新启动。
Init 的容器作用
因为init容器具有与应用容器分离的单独镜像其启动相关代码具有如下优势Init 容器可以包含一些安装过程中应用容器中不存在的实用工具或个性化代码。例如没有必要仅为了在安装过程中使用类似 sed、 awk、 python 或 dig 这样的工具而去FROM 一个镜像来生成一个新的镜像。Init 容器可以安全地运行这些工具避免这些工具导致应用镜像的安全性降低。应用镜像的创建者和部署者可以各自独立工作而没有必要联合构建一个单独的应用镜像。Init 容器能以不同于Pod内应用容器的文件系统视图运行。因此Init容器可具有访问 Secrets 的权限而应用容器不能够访问。由于 Init 容器必须在应用容器启动之前运行完成因此 Init 容器提供了一种机制来阻塞或延迟应用容器的启动直到满足了一组先决条件。一旦前置条件满足Pod内的所有的应用容器会并行启动。
应用容器Maincontainer
/并行启动官网示例
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/init-containers/vim /opt/demo/myapp-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp-podlabels:app: myapp
spec:containers:- name: myapp-containerimage: busybox:1.28command: [sh, -c, echo The app is running! sleep 3600]initContainers:- name: init-myserviceimage: busybox:1.28command: [sh, -c, until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;]- name: init-mydbimage: busybox:1.28command: [sh, -c, until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;]这个例子是定义了一个具有 2 个 Init 容器的简单 Pod。 第一个等待 myservice 启动 第二个等待 mydb 启动。 一旦这两个 Init容器都启动完成Pod 将启动 spec 中的应用容器。kubectl describe pod myapp-pod.yamlkubectl logs myapp-pod -c init-myservicekubectl describe pod myapp-pod.yamlkubectl logs myapp-pod -c init-myservicevim myservice.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: myservice
spec:ports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 9376kubectl create -f myservice.yamlkubectl get svckubectl get pods -n kube-systemkubectl get podsvim mydb.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: mydb
spec:ports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 9377kubectl create -f mydb.yamlkubectl get pods 特别说明
在Pod启动过程中Init容器会按顺序在网络和数据卷初始化之后启动。每个容器必须在下一个容器启动之前成功退出。如果由于运行时或失败退出将导致容器启动失败它会根据Pod的restartPolicy指定的策略进行重试。然而如果Pod的restartPolicy设置为AlwaysInit容器失败时会使用RestartPolicy策略。在所有的Init容器没有成功之前Pod将不会变成Ready状态。Init容器的端口将不会在Service中进行聚集。正在初始化中的Pod处于Pending状态但应该会将Initializing状态设置为true。如果Pod重启所有Init容器必须重新执行。对Init容器spec的修改被限制在容器image字段修改其他字段都不会生效。更改Init容器的image字段等价于重启该Pod。Init容器具有应用容器的所有字段。除了readinessProbe因为Init容器无法定义不同于完成completion的就绪readiness之外的其他状态。这会在验证过程中强制执行。在Pod中的每个app和Init容器的名称必须唯一与任何其它容器共享同一个名称会在验证时抛出错误。
镜像拉取策略imagePullPolicy
Pod 的核心是运行容器必须指定容器引擎比如 Docker启动容器时需要拉取镜像k8s 的镜像拉取策略可以由用户指定
IfNotPresent在镜像已经存在的情况下kubelet 将不再去拉取镜像仅当本地缺失时才从仓库中拉取默认的镜像拉取策略Always每次创建 Pod 都会重新拉取一次镜像NeverPod 不会主动拉取这个镜像仅使用本地镜像。
注意对于标签为“:latest”的镜像文件其默认的镜像获取策略即为“Always”而对于其他标签的镜像其默认策略则为“IfNotPresent”。
官方示例
https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/imageskubectl apply -f - EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: private-image-test-1
spec:containers:- name: uses-private-imageimage: $PRIVATE_IMAGE_NAMEimagePullPolicy: Alwayscommand: [ echo, SUCCESS ]
EOF
master01上操作
kubectl edit deployment/nginx-deployment
......template:metadata:creationTimestamp: nulllabels:app: nginxspec:containers:- image: nginx:1.15.4imagePullPolicy: IfNotPresent #镜像拉取策略为 IfNotPresentname: nginxports:- containerPort: 80protocol: TCPresources: {}terminationMessagePath: /dev/termination-logterminationMessagePolicy: FilednsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always #Pod的重启策略为 Always默认值schedulerName: default-schedulersecurityContext: {}terminationGracePeriodSeconds: 30
......创建测试案例
mkdir /opt/demo
cd /opt/demovim pod1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-test1
spec:containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: Alwayscommand: [ echo, SUCCESS ]kubectl create -f pod1.yamlkubectl get pods -o wide
kubectl describe pod pod-test1
可以发现 Pod 中的容器在生命周期结束后由于 Pod 的重启策略为 Always容器再次重启了并且又重新开始拉取镜像修改 pod1.yaml 文件
cd /opt/demo
vim pod1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-test1
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.14 #修改 nginx 镜像版本imagePullPolicy: Always#command: [ echo, SUCCESS ] #删除//删除原有的资源
kubectl delete -f pod1.yaml //更新资源
kubectl apply -f pod1.yaml //查看 Pod 状态
kubectl get pods -o wide//在任意 node 节点上使用 curl 查看头部信息 总结
Pod的定义
Pod是K8S中创建和管理的最小单位
一个Pod至少包含多少容器
1个pause容器基础容器/父容器/根容器1个或者多个应用容器业务容器通常一个Pod最好只包含一个应用容器一个应用容器最好也只运行一个应用进程同一个Pod里的容器都是运行在同一个node节点上的并且共享 net mnt uts pid ipc 命名空间 pause容器的作用
给Pod容器组做环境初始化作为linux命名空间共享的基础为Pod里的其它容器提供网络、存储资源的共享作为pid1的init管控类进程管理整个Pod容器组的生命周期
Pod的3种类型
控制器管理的Pod
由scheduler调度到node节点运行的被控制器管理的有自愈能力一旦Pod挂掉了会被控制器重新拉起有副本管理、滚动更新等功能创建命令kubectl create deployment .... 控制器有 deployment statefulset deamonset
自主独立的Pod
由scheduler调度到node节点运行的不被控制器管理的没有自愈能力一旦Pod挂掉了不会被重新拉起没有副本管理、滚动更新等功能创建kubectl run
静态Pod
不由scheduler调度到node节点运行的而是由kubelet自行管理的始终与kubelet运行在同一个node节点上通过向apiserver发送请求无法直接删除的在node节点的/etc/kubernetes/manifests目录中放置Pod的yaml配置文件kubelet就会自动根据yaml配置文件创建静态Pod
Pod的3种容器
pause容器基础容器/父容器/根容器
给Pod容器组做环境初始化功能具体见上pause容器是Pod最先启动的容器
init容器初始化容器/init container
可以在应用容器启动前为应用容器提供运行依赖环境或工具包还可以阻塞或延迟应用容器的启动init容器是在pause容器之后启动的如果Pod定义了多个init容器它们是串行启动的即要在上一个init容器成功的完成启动退出后才会启动下一个init容器
应用容器业务容器/main container
提供应用程序业务应用容器是在所有init容器都成功的完成启动退出后才会启动如果Pod定义了多个应用容器它们是并行启动的
Pod容器的3种镜像拉取策略
imagePullPolicy与image字段同一层级IfNotPresent优先使用node节点本地已存在的镜像如果本地没有则从仓库拉取镜像。是标签为非latest的镜像的默认拉取策略Always总是从仓库拉取镜像无论node节点本地是否已存在镜像。是标签为latest或无标签的镜像的默认拉取策略Never仅使用node节点本地镜像总是不从仓库拉取镜像。
Pod容器的3种重启策略
restartPolicy与containers字段同一层级Always当Pod容器退出时总是重启容器无论容器退出状态码如何。是默认的容器重启策略OnFailure当Pod容器异常退出时容器退出状态码为非0才会重启容器正常退出的容器容器退出状态码为0不重启Never当Pod容器退出时总是不重启容器无论容器退出状态码如何
deamonset statefulset控制器的Pod容器重启策略只能设置为 Always自主类型的Pod容器重启策略可选择 Always OnFailure Never
