文章目录

• 一、资源
• 二、资源清单
• • 2.1 资源清单中常见字段的解释
  • 2.2 资源清单格式
  • 2.3 资源清单的常用命令
  • 2.4 通过定义清单文件创建Pod
• 三、容器的生命周期
• • 3.1 Init Container介绍
  • 3.2 通过资源清单构建init容器
  • 3.3 Init 容器的特性
  • 3.4 容器探针
  • 3.5 ReadinessProbe 就绪检测
  • 3.6 LivenessProbe 存活检测
  • 3.7 Pod Hook (钩子)
• 四、Pod phase （相位）
• • 4.1 phase介绍
  • 4.2 重启策略
  • 4.3 kubenetes状态示例

一、资源

K8s中所有的内容都抽象为资源，资源实例化之后，叫做对象。集群资源分为：名称空间级别、集群级别、元数据型。

名称空间级别

• 工作负载型资源（wordload）：Pod、ReplicaSet、Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job、CronJob（ReplicationController在v1.11版本被废弃）
• 服务发现及负载均衡型资源（ServiceDiscovery LoadBalance）：Service、Ingress…
• 配置与存储型资源：Volume（存储卷）、CSI（容器存储接口，可以扩展各种各样的第三方存储卷）
• 特殊类型的存储卷：ConfigMap（当配置中心来使用的资源类型）、Secret（保存敏感数据）、DownwardAPI（把外部环境中的信息输出给容器）

集群级资源

Namespace、Node、Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

元数据型资源

HPA、PodTemplate、LimitRange

二、资源清单

在K8S中，一般使用yaml格式的文件来创建符合我们预期期望的pod，这样的yaml文件我们一般称为资源清单

2.1 资源清单中常见字段的解释

2.2 资源清单格式

apiVersion: group/apiversion  # 如果有没给定 group名称，那么默认为core，可以使用 kubectl api-versions 获取当前 k8s版本上所有的apiVersion 版本信息（每个版本可能不同）
kind:     #资源类别
metadata: #资源元数据
  name:
  namespace:
  lables:
  annotations:    #主要目的是方便用户阅读查找
spec:  #期望的状态（disired state）
status:  #当前状态，文本段有 Kubernetes 自身维护，用户不能去定义

2.3 资源清单的常用命令

获取apiVersion版本信息

[root@master ~]# kubectl api-versions
admissionregistration.k8s.io/v1beta1
apiextensions.k8s.io/v1beta1
apiregistration.k8s.io/v1
apiregistration.k8s.io/v1beta1
apps/v1
apps/v1beta1
apps/v1beta2
......(以下省略)

获取资源的apiVersion版本信息

[root@master ~]# kubectl explain pod
KIND:     Pod
VERSION:  v1
......(以下省略)

获取字段设置帮助文档

[root@master ~]# kubectl explain pod
KIND:     Pod
VERSION:  v1
DESCRIPTION:
     Pod is a collection of containers that can run on a host. This resource is
     created by clients and scheduled onto hosts.
FIELDS:
   apiVersion    <string>
     APIVersion defines the versioned schema of this representation of an
     object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal
     value, and may reject unrecognized values. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#resources
   kind    <string>
     Kind is a string value representing the REST resource this object
     represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits
     requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds
   metadata    <Object>
     Standard object's metadata. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#metadata
   spec    <Object>
     Specification of the desired behavior of the pod. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status
   status    <Object>
......
......

字段配置格式

apiVersion <string>        #表示字符串类型
metedata <Object>        #表示需要嵌套多层字段
labels <map[string] string> #表示由k：v组成的映射
finalizers <[]string>    #表示字串列表
ownerReferences <[]Object> #表示对象列表
hostPID <boolean>        #布尔类型
priority <integer>        #整型
name <string> -required- #如果类型后面接 -required-，表示为必填字段

2.4 通过定义清单文件创建Pod

[root@master ~]# vim pod.yaml
apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
  name: myapp-pod
  lables:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: app
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
[root@master ~]# kubectl create -f pod.yaml
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
myapp-pod   1/1     Running   0          8m37s

三、容器的生命周期

3.1 Init Container介绍

Pod能够具有多个容器，应用运行在容器里面，但是它也可能有一个或多个先于容器启动的Init容器

• Init容器与普通容器非常像，除了如下俩点：

  • 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
• 如果Pod的Init容器失败，Kubernetes会不断重启该Pod，直到Init容器成功为止。然而，如果Pod对应的restartPolicy为Never，它不会重新启动

• 因为Init容器具有与应用程序容器分离的单独镜像，所有它们的启动相关代码具有如下优势：

  • 它们可以包含并运行实用工具，但是出于安全考虑，是不建议在应用程序容器镜像中包含这些实用工具的
  • 它们可以包含实用工具和定制化代码来安装，但是不能出现在应用程序镜像中。例如，创建镜像没必要FROM另一个镜像，只需要在安装过程中使用类似sed、awk、python或dig这样的工具
  • 应用程序镜像可以分离出创建和部署的角色，而没有必要联合它们构建一个单独的镜像
  • Init容器使用Linux Namespace，所以相对应用程序容器来说具有不同的文件系统视图。因此，它们能够具有访问Secret的权限，而应用程序容器则不能
  • 它们必须在应用程序启动之前完成，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，直接满足了一组先决条件。

3.2 通过资源清单构建init容器

[root@k8s-master01 test]# vim init-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']
#通过资源清单创建pod
[root@k8s-master01 test]# kubectl create -f init-pod.yaml
pod/myapp-pod created
#查看pod
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME        READY   STATUS     RESTARTS   AGE
myapp-pod   0/1     Init:0/2   0          5s
#因为init进程始终无法结束，所以pod无法READY
[root@master resource]# vim myservice.yaml
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376
[root@master resource]# kubectl create -f myservice.yaml 
service/myservice created
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME        READY   STATUS     RESTARTS   AGE
myapp-pod   0/1     Init:1/2   0          2m58s
[root@master resource]# vim mydb.yaml
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9377
[root@master resource]# kubectl create -f mydb.yaml 
service/mydb created
[root@master resource]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP   39h
mydb         ClusterIP   10.108.75.79     <none>        80/TCP    6s
myservice    ClusterIP   10.107.213.190   <none>        80/TCP    113s
[root@master resource]# kubectl get pod 
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
myapp-pod   1/1     Running   0          6m4s

3.3 Init 容器的特性

• 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自动启动之前成功退出
• 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Always，Init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；与任何其他容器共享同一个名称，会在验证时抛出错误

3.4 容器探针

探针是由Kubelet对容器执行的定期诊断。要执行诊断，kubelet调用由容器实现的Handler。有三种类型的处理程序：

• ExecAction: 在容器内执行指定命令。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的IP地址进行TCP检查。如果端口打开，则诊断被认为是成功的
• HTTPGetAction：对指定的端口和路径上的容器的IP地址指定HTTP Get 请求。如果响应的状态码大于等于200且小于400，则诊断被认为是成功的

每次探测将获得以下三种结果之一：

• 成功：容器通过了诊断
• 失败：容器未通过诊断
• 位置：诊断失败，因此不会采取任何行动

3.5 ReadinessProbe 就绪检测

readinessProbe: 指示容器是否准备好服务请求。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地址。初始延迟之前的就绪状态默认为Failure。如果容器不提供就绪探针，则默认状态为Success。

#创建httpget方式的就绪检测的资源清单
[root@master resource]# vim readinessProbe-httpget.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness-httpget-container
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index1.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
[root@master resource]# kubectl create -f readinessProbe-httpget.yaml 
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
readiness-httpget-pod   0/1     Running   0          79s
#因为检测的index1.html没有所以不会ready
[root@master resource]# kubectl log readiness-httpget-pod
2020/08/06 09:04:00 [error] 6#6: *40 open() "/usr/share/nginx/html/index1.html" failed (2: No such file or directory), client: 10.244.1.1, server: localhost, request: "GET /index1.html HTTP/1.1", host: "10.244.1.7:80"
#手动创建index1.html文件
[root@master ~]# kubectl exec readiness-httpget-pod -it -- /bin/sh
/ # echo 'hello k8s' /usr/share/nginx/html/index1.html;
/ # exit;
# 此时该节点已经处于READY状态
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
readiness-httpget-pod   1/1     Running   0          2m57s

3.6 LivenessProbe 存活检测

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

① 以命令的方式检测资源清单

[root@master resource]# vim livenessProbe-exec.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ['/bin/sh','-c','touch /tmp/live;sleep 60;rm -rf /tmp/live;sleep 3600']
    livenessProbe:
      exec:
        command: ['test','-e','/tmp/live']
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
[root@master resource]# kubectl create -f livenessProbe-exec.yaml 
pod/liveness-exec-pod created
# 因为检测方式特殊，所以前60s状态为正常，之后便会重启pod
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-exec-pod   1/1     Running   0          3s
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-exec-pod   1/1     Running   1          2m18s

② 以httpget方式的存活检测资源清单

[root@master resource]# vim livenessProbe-httpget.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-container
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 10
[root@master resource]# kubectl create -f livenessProbe-httpget.yaml
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-httpget-pod   1/1     Running   0          9s
#手动删除index.html验证效果
[root@master resource]# kubectl exec liveness-httpget-pod -it --/bin/sh /bin/rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html
#由于有restartPolicy，所以会自动重启pod
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-httpget-pod   1/1     Running   1          61m

③ 创建TCPsock方式的存活检测资源清单

[root@master resource]# vim livenessProbe-tcp.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-tcp-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-tcp-container
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index1.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 80
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 1
[root@master resource]# kubectl create -f livenessProbe-tcp.yaml
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-tcp-pod   0/1     Running   0          15s
# 由于readinessProbe检测为成功，所以没有Ready
#手动创建index1.html
[root@master resource]# kubectl exec liveness-tcp-pod -it -- /bin/sh
/ # echo >> /usr/share/nginx/html/index1.html
/ # exit
[root@master resource]# kubectl get pod
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-tcp-pod   1/1     Running   0          3m14s

3.7 Pod Hook (钩子)

Pod Hook(钩子)是由Kubernetes管理的kubelet发起的，当容器中的进程启动前或者容器中的进程终止之前运行，这是包含在容器的生命周期之中。可以同时为pod中的所有容器都配置Hook。

Hook的类型包括两种：

• exec：执行一段命令

• HTTP：发送http请求

  创建包含hook的资源清单

  [root@master resource]# vim hook-pod.yaml

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
  name: lifecycle-demo
  spec:
  containers:

  • name: lifecycle-demo-container
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
    lifecycle:
    postStart:

    exec:
      command: ["/bin/sh", "-c" , "echo Hello from the poststart handler > /usr/share/message"]

    preStop:

    exec:
      command: ["/bin/sh", "-c" , "echo Hello from the poststop handler > /usr/share/message"]

  [root@master resource]# kubectl get pod
  NAME READY STATUS RESTARTS AGE
  lifecycle-demo 1/1 Running 0 3s

  手动查看是否生效

  [root@master resource]# kubectl exec lifecycle-demo -it — /bin/cat /usr/share/message
  Hello from the poststart handler

四、Pod phase （相位）

4.1 phase介绍

pod的status字段 是一个podstatus对象，podstatus中有一个 phase 字段。 pod的相位（phase）是pod在其生命周期中的简单宏观概述。该阶段并不是对容器或pod的综合汇总，也不是为了作为综合状态机pod相位的数量和含义是严格指定的。除了本文档中列举的状态外，不应该再假定pod有其他的phase。

• 挂起（Pending）：Pod已被Kubernetes系统接受，但有一个或者多个容器镜像尚未创建。等待时间包括调度Pod的时间和通过网络下载镜像的时间，这可能需要花点时间
• 运行中（Running）：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，或者处于启动或重启状态
• 成功（Succeeded）：Pod中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启
• 失败（Faild）：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
• 位置（Unknown）：因为某些原因无法取得Pod的状态，通常是因为与Pod所在主机通信失败

4.2 重启策略

PodSpec中有一个restartPolicy字段，可能的值为Always、OnFailure和Never。默认为Always。restartPolicy适用于Pod中的所有容器。restartPolicy仅指通过同一节点上的kubelet重新启动容器。失败的容器由kubelet 以五分钟为上限的指数退避延迟（10秒，20秒，40秒….）重新启动，并在成功执行十分钟后重置。如Pod文档中所述，一旦绑定到一个节点，Pod将永远不会重新绑定到另一个节点。

4.3 kubenetes状态示例

Pod中有一个个容器并且正在运行，容器成功退出

• 记录事件完成

Pod中只有一个容器并且正在运行。容器退出失败

• 记录失败事件

Pod中有俩个容器并且正在运行。容器1退出失败

• 记录失败事件

如果容器1没有处于运行状态，并且容器2退出

• 记录失败事件

Pod中只有一个容器并且处于运行状态。容器运行时内存超出限制

• 容器以失败状态终止 && 记录OOM事件

Pod正在运行，磁盘故障

• 杀掉所有容器，记录适当事件
• Podphase变成failed
• 如果使用控制器来运行，Pod将在别处重建

Pod正在运行，其节点被分段

• 节点控制器等待知道超时
• 节点控制器将Podphase设置为failed
• 如果是用控制器来运行，Pod将在别处重建