2、pod详解

深藏阁楼爱情的钟 2023-02-17 14:58 2阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、pod基本介绍
 *   *  1、pod的名称空间
     *  2、pod的网络空间
     *  3、pod优点
 *  二、pod基本操作
 *   *  1、创建pod
     *  2、查询pod
     *  3、pod标签
     *  4、标签选择器
     *  5、对pod添加注解
     *  6、删除pod
 *  三、pod生命周期
 *  四、Init容器
 *  五、探针
 *   *  1、通过ExecAction形式进行诊断
     *  2、通过HTTPGetAction形式进行诊断
     *  3、通过TCPSocketAction形式进行
 *  六、主容器start/stop操作
 *  七、pod生命周期状态

# 一、pod基本介绍 #

pod是一组容器，一组容器可以是多个容器也可以是单个容器(不包括系统内置的容器)，当一个pod包含多个容器时，多个容器运行在同一个工作节点上，一个pod中的多个容器绝不会跨多个节点。

## 1、pod的名称空间 ##

pod中可以包含多个容器或单个容器，pod中包含多个容器时，多个容器是共享命名空间的，pod中多个容器可以进行进程通信，可以共享网络空间。但pod中每个容器的文件系统是相互隔离的，不过可以通过Volume进行文件系统共享。

## 2、pod的网络空间 ##

pod中的容器共享网络命名空间，因此pod中容器共享相同的IP和端口，这就要求pod中的容器不能绑定到相同的端口，否则会导致端口冲突，对于不同的pod不会导致端口冲突。共享网络命名空间允许pod中的容器可以通过localhost进行通信。  
k8s集群中pod共享网络地址地址空间，允许一个pod通过另一个pod的IP地址进行访问。

## 3、pod优点 ##

1.  有利于进程隔离  
    每个pod中运行一个容器，每个容器中只运行一个进程，当一个进程崩溃后不会影响到其它进程的执行。如果是以前的胖系统中，所有的应用都部署在一起，当其中的一个应用进程崩溃后导致整个系统崩溃，现在每个应用部署在一个pod的容器中，当一个应用崩溃后不会导致其它的pod中的应用崩溃。
2.  有利于横向扩缩pod  
    像以前胖系统中，所有应用部署在一起，当修改其中的一个应用后就要对整个系统进行变更，有个pod后，每个应用部署在不同的pod中，当一个应用变更时，只需要修改相应pod的应用就可以，减小了整个系统的风险。另外对于胖系统，如果某个应用访问量大，如果要扩容就要对整个系统就行扩容，导致资源浪费，有了pod后，只需要对访问量大的pod进行横向扩展pod就可以了，减少了资源的浪费。

# 二、pod基本操作 #

## 1、创建pod ##

以nginx为例，通过yaml创建运行nginx的pod，下面建立niginx的yaml文件  
*pod\_nginx.yaml*

apiVersion: v1				#k8s的版本
    kind: Pod 					#资源类型
    metadata:  					#描述信息
      name: nginxpod  			#pod的名称
    spec:   					#pod的说明信息
      containers: 				#定义pod中运行的容器
     - image: nginx 			#运行容器的镜像
        name: nginxcontainer	#pod中运行的容器的名字 
        ports: 					#定义容器暴露的端口
        - containerPort: 80 	#容器端口
          protocol: TCP  		#端口协议

创建完pod的yaml描述信息后，下面通过yaml描述的pod

kubectl create -f pod_nginx.yaml

![在这里插入图片描述][20200614213341170.PNG]  
表示创建pod成功。

## 2、查询pod ##

*  查看创建的pod

kubectl get pod

![在这里插入图片描述][2020061421362992.PNG]

*  查看pod的节点等详细信息

kubectl get pod -o wide

![在这里插入图片描述][20200614213916945.PNG]

*  获取pod的yaml完整描述

kubectl get pod -o yaml

*  查看pod日志  
    如果pod中只有一个容器，可以直接获取pod的日志

kubectl logs nginxpod

如果pod中有多个容器，可以用-c指定查看哪个容器中日志

kubectl logs nginxpod -c nginxcontainer

## 3、pod标签 ##

k8s集群中有大规模的pod，通过pod的标签可以有效的获取、筛选、组织pod，pod标签在pod创建时进行添加。

*  **创建带标签的pod**

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: nginxpod
      labels:
        app: nginx 		#pod的标签为app和sit，可以添加一个或多个标签
        env: sit
    spec:
      containers:
     - image: nginx
        name: nginxcontainer
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP

*  **查询带标签的pod**  
    –show-labels表示查询显示pod时，带上标签信息

kubectl get pod --show-labels

查询pod时，按指定的app,env标签显示pod信息。

kubectl get pod -L app,env

*  **修改标签**  
    创建pod时未添加标签的，可以手动添加标签

kubectl label pod nginxpod2 app=nginxpod2

创建pod时带标签，后期想修改覆盖原标签

kubectl label pod nginxpod env=debug --overwrite

## 4、标签选择器 ##

*  筛选出app=nginx的标签的pod

kubectl get pod -l app=nginx

*  筛选出所有含有app标签的pod

kubectl get pod -l app

*  筛选出不含有app标签的pod

kubectl get pod -l '!app'  #注意添加引号

*  筛选出标签为app，但值不为nginx的pod

kubectl get pod -l app!=nginx

*  筛选出标签app等于nginx或者js的pod

kubectl get pod -l 'app in (nginx,js)'

*  筛选出标签app不等于nginx和js的pod

kubectl get pod -l 'app notin (nginx,js)'

*  pod调度到指定标签的节点上

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: nginxpod
      labels:
        app: nginx
        env: sit
    spec:
      nodeSelector: #pod调度到含有标签nas=true的节点上
        nas: "true"
      containers:
     - image: nginx
        name: nginxcontainer
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP

## 5、对pod添加注解 ##

pod中注解起到注释信息的作用，就想java程序中的注释信息一样。  
下面为创建的pod添加注解信息

kubectl annotate pod nginxpod pod/author="lzj default"

为nginxpod添加了注解信息pod/author=“lzj default”，添加注解信息后，可以通过kubectl describe pod nginxpod 查看添加的注解信息。添加注解信息时也可以在yaml中配置。

## 6、删除pod ##

*  按名称删除pod

kubectl delete pod mypod  #按pod名称删除pod

*  按标签选择器删除pod

kubectl delete pod -l app=nginx #删除标签为nginx的pod

*  删除名称空间中所有pod

kubectl delete namespace myspace  #删除myspace名称空间中所有的pod

kubectl delete pod --all #删除默认名称空间中所有的pod

*  删除所有资源

kubectl delete all --all

# 三、pod生命周期 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
一般pod中运行一个应用容器，但除了主应用容器外还有其他容器，当一个pod被创建后，首先启动的是pause容器，也是每个pod都会默认创建的容器，用于初始pod中网络；其次pod也可以有一个或多个init初始化容器，也可没有，主要负责应用启动前的初始化工作，注意一点，不管有几个init容器，一定是一个init容器停止后，另一个init容器才会创建；等init容器创建并停止后，主应用容器被创建，主应用容器也可以由start和stop操作；最后主应用容器被创建后，也可以为应用容器添加探针容器，主要用于pod中主应用容器的健康检查。

# 四、Init容器 #

pod中可以有一个或多个先于主应用容器的Init容器，每一个Init容器都必须成功结束后才会启动下一个Init容器或者主应用容器。如果Init容器启动失败，k8s会不断的重启pod，如果restartPolicy为Never，则k8s不会重新启动pod。  
**Init应用场景：**

*  为应用安装的工具；
 *  应用之前的初始化工作；
 *  可以访问系统的Secret权限；
 *  提供了一种简单的阻塞或延迟应用容器启动的方法。

下面通过一个示例演示Init容器的用法，以pod\_init.yaml为例：

metadata:
      name: mypod
      labels:
        app: pod
        env: sit
    spec:
      containers:
      - image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: main-container
        command: ['sh', '-c', 'echo main-container is successfully > /root/test.txt && sleep 3600']
      initContainers:
      - name: init-container
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command: ['sh', '-c', 'sleep 30']

首先在创建main-container主应用服务器之前创建了init-container初始化容器，镜像都为busybox，Init服务器创建后休眠30s，然后退出，Init容器成功退出后，main-container主应用容器才开始创建，主应用容器创建后，把日志写入/root/test.txt文件中，并休眠1小时。下面通过kubectl create -f pod\_init.yaml创建pod，然后查看init容器和主容器运行情况

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**注意**：

1.  Pod启动过程中，Init容器必须在pause容器启动后启动；
2.  Init容器如果启动失败，会根据pod的restartPolicy策略进行重启；
3.  Init容器没有成功之前，Pod不会变成ready状态，Init的端口也不会在service进行聚集；
4.  如果pod重启，所有的Init容器都必须重启；
5.  修改Init容器的镜像就会导致pod重启。

# 五、探针 #

有时候pod中容器进程没有崩溃，但容器中运行的程序崩溃，不会导致k8s重启pod，因此就不方便知道应用是否正常。通过探针对容器定期进行诊断，可实时了解容器内部运行情况，探针是由kubelet对容器进行的定期诊断。kubelet可以通过如下三种方式对对容器进行诊断：

*  ExecAction: 在容器内执行命令，如果命令退出时返回码为0则认为诊断成功；
 *  TCPSocketAction: 对指定端口上的容器IP进行TCP检查，如果端口打开，则诊断成功；
 *  HTTPGetAction: 对指定的端口和路径上的IP执行http get请求，如果响应状态码大于等于200且小于400，则诊断成功。

每次探测结果都是如下情况：

*  成功：容器诊断成功；
 *  失败：容器诊断失败，根据重启策略决定pod重启；
 *  未知：不会采取任何行动

探针分两种形式：

*  livenessProbe: 指示容器是否正在运行。如果存活检测失败，则kubelet会杀死容器，并将pod根据重启策略进行重启，如果容器不提供存活探针，默认状态为success，pod不会重启。
 *  readinessProbe: 指示容器是否准备好服务请求。如果ReadinessProbe探针检测到失败，则Pod的状态被修改。Endpoint Controller将从Service的Endpoint中删除包含该容器所在Pod的Endpoint。如果探测器失败，但主容器中的应用启动正常，pod的状态是未就绪状态，但应用可以正常访问。

两种探针用法相同，下面以livenessProbe探针为例

## 1、通过ExecAction形式进行诊断 ##

创建yaml如下

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: live-exec-pod
      namespace: default
    spec:
      containers:
      - name: live-exec-container
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command: ["/bin/sh", "-c", "echo hello > /tmp/hello.txt; sleep 10; rm /tmp/hello.txt; sleep 3600"]
        livenessProbe:
          exec:
            command: ["test", "-e", "/tmp/hello.txt"]
          initialDelaySeconds: 1  #容器启动后1s后开始探测
          periodSeconds: 3		  #每隔3秒钟探测一次

上面yaml定义了，当live-exec-container启动后，会有一个livenessProbe探测器，从容器启动后1s后开始通过\[“test”, “-e”, “/tmp/hello.txt”\]命令探测容器，如果返回0，探测成功，如果返回非0，探测失败，pod重启

[root@k8s-master01 work]# kubectl create -f pod_live_exec.yaml 
    pod/live-exec-pod created
    [root@k8s-master01 work]# kubectl get pod -w
    NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    live-exec-pod   1/1     Running   0          4s
    live-exec-pod   1/1     Running   1          49s
    live-exec-pod   1/1     Running   2          97s
    live-exec-pod   1/1     Running   3          2m26s
    ..............

## 2、通过HTTPGetAction形式进行诊断 ##

创建yaml如下

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: live-http-pod
      namespace: default
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        livenessProbe:
          httpGet:
            port: 80
            path: /hello.html
          initialDelaySeconds: 0   	#nginx容器启动后开始执行探针
          periodSeconds: 5  		#探针每5秒钟探测一次
          timeoutSeconds: 20 		#20s后探针退出

创建nginx容器后，livenessProbe探针会对/hello.html路径和端口80进行http get请求，每5s进行探测一次，超时时间为20s。

[root@k8s-master01 work]# kubectl create -f pod_live_http.yaml 
    pod/live-http-pod created
    [root@k8s-master01 work]# kubectl get pod -w
    NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    live-http-pod   1/1     Running   0          11s
    live-http-pod   1/1     Running   1          15s
    live-http-pod   1/1     Running   2          30s
    live-http-pod   1/1     Running   3          45s
    live-http-pod   0/1     CrashLoopBackOff   3          59s

## 3、通过TCPSocketAction形式进行 ##

创建yaml如下

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: live-sock-pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        livenessProbe:
          initialDelaySeconds: 2
          timeoutSeconds: 1
          tcpSocket:
            port: 90

创建nginx容器后，探针会2s后对90端口进行探测，单次探测超时时间为1s，如果端口不通，会重启pod。

[root@k8s-master01 work]# kubectl create -f pod_live_sock.yaml
    pod/live-sock-pod created
    [root@k8s-master01 work]# kubectl get pod -w
    NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    live-sock-pod   1/1     Running   0          8s
    live-sock-pod   1/1     Running   1          27s
    live-sock-pod   1/1     Running   2          57s

以上是livenessProbe的三种用法，readinessProbe用法完全相同。

# 六、主容器start/stop操作 #

pod中主容器启动启动后可以执行初始化内容，比如构建一些应用的环境变量等，或初始化数据库等；主容器结束前可以执行应用的清理工作、数据库清理工作等。可以通过postStart指定容器的初始化步骤，通过preStop指定容器的清理步骤。  
创建yaml示例如下：

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: start-stop-pod
    spec:
      containers:
        name: start-stop-container
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 20"]
        lifecycle:
          postStart: 	#执行初始化工作
            exec:
              command: ["/bin/sh", "-c", "echo start pod > /tmp/pod.txt"]
          preStop: 		#执行清理工作
            exec:
              command: ["/bin/sh", "-c", "rm -rf /tmp/pod.txt"]

# 七、pod生命周期状态 #

通过pod的状态可以得知pod运行情况，pod从创建到死亡全部的声明周期状态如下所示  
**1. Pending(挂起)**  
pod已被k8s管理，但pod中容器尚未全部创建，pod调度花费时间以及网络下载镜像事前全部在该状态下完成。  
**2. Running(运行中)**  
Pod中所有容器已被创建，Running状态不表示所有容器已经创建成功，可以表示容器已经正常启动成功，也可以表示容器正处于启动或重启过程中。

**3. Succeeded(成功)**  
pod中所有容器被成功终止，并且不会再重新启动。

**4. Failed(失败)**  
Pod中所有已被终止，并且至少有一个容器因失败为终止，容器以非0状态退出。

**5. Unknow(未知)**  
无法与pod取得联系，一般pod脱离了k8s管理，通常原因pod与主机通信失败。

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