Kuberneters 最小工作单元 Pod 详解

十年河东，十年河西，莫欺少年穷

学无止境，精益求精

• 每个Pod中都包含一个或者多个容器，这些容器可以分为两类：
• ① 用户程序所在的容器，数量可多可少。
• ② Pause容器，这是每个Pod都会有的一个根容器，它的作用有两个：

• 可以以它为依据，评估整个Pod的健康状况。
• 可以在根容器上设置IP地址，其它容器都共享此IP（Pod的IP），以实现Pod内部的网络通信（这里是Pod内部的通讯，Pod之间的通讯采用虚拟二层网络技术来实现，我们当前环境使用的是Flannel）。

1、Pod的资源清单

apiVersion: v1     #必选，版本号，例如v1
kind: Pod       　 #必选，资源类型，例如 Pod
metadata:       　 #必选，元数据
  name: string     #必选，Pod名称
  namespace: string  #Pod所属的命名空间,默认为"default"
  labels:       　　  #自定义标签列表
    - name: string      　          
spec:  #必选，Pod中容器的详细定义
  containers:  #必选，Pod中容器列表
  - name: string   #必选，容器名称
    image: string  #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [ Always|Never|IfNotPresent ]  #获取镜像的策略 
    command: [string]   #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]      #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string  #容器的工作目录
    volumeMounts:       #挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string      #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean #是否为只读模式
    ports: #需要暴露的端口库号列表
    - name: string        #端口的名称
      containerPort: int  #容器需要监听的端口号
      hostPort: int       #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string    #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:   #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string  #环境变量名称
      value: string #环境变量的值
    resources: #资源限制和请求的设置
      limits:  #资源限制的设置
        cpu: string     #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string  #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests: #资源请求的设置
        cpu: string    #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string #内存请求,容器启动的初始可用数量
    lifecycle: #生命周期钩子
        postStart: #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启
        preStop: #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止
    livenessProbe:  #对Pod内各容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器
      exec:       　 #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]  #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:       #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0       #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0    　　    #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0     　　    #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged: false
  restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]  #Pod的重启策略
  nodeName: <string> #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
  nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上
  imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
  - name: string
  hostNetwork: false   #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
  volumes:   #在该pod上定义共享存储卷列表
  - name: string    #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
    emptyDir: {}       #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
    hostPath: string   #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
      path: string      　　        #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
    secret:       　　　#类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secret对象到容器内部
      scretname: string  
      items:     
      - key: string
        path: string
    configMap:         #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
      name: string
      items:
      - key: string
        path: string

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 看到这个资源清单，是不是有点懵逼，内容过多，不好记忆？

其实不需要记住，只需要会查询怎么配即可，那么如何查询呢？

查询资源如何配置，使用 explain 指令

kubectl explain pod

输出结果

[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/sig-architecture/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/sig-architecture/api-conventions.md#types-kinds

   metadata    <Object>
     Standard object's metadata. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#metadata

   spec    <Object>
     Specification of the desired behavior of the pod. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#spec-and-status

   status    <Object>
     Most recently observed status of the pod. This data may not be up to date.
     Populated by the system. Read-only. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#spec-and-status

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从输出结果中，得到如下信息

pod 的一级配置项有：

KIND: Pod  --固定值
apiVersion: v1  --固定值
metadata: object   --对象
spec: object   --对象

查Pod的子配置项

kubectl explain pod.apiVersion
kubectl explain pod.kind
kubectl explain pod.metadata
kubectl explain pod.metadata.name
kubectl explain pod.metadata.namespace
kubectl explain pod.metadata.labels
kubectl explain pod.metadata.labels.name
kubectl explain pod.spec
kubectl explain pod.spec.containers

--等等，按照层次进行查询即可

Pod 的容器 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-base
  namespace: dev
  labels:
    user: xudaxian
spec:
  containers:
    - name: nginx # 容器名称
      image: nginx:1.17.1 # 容器需要的镜像地址
    - name: busybox # 容器名称
      image: busybox:1.30 # 容器需要的镜像地址

• 上面定义了一个比较简单的Pod的配置，里面有两个容器：

• nginx：用的是1.17.1版本的nginx镜像创建（nginx是一个轻量级的web容器）。
• busybox：用的是1.30版本的busybox镜像创建（busybox是一个小巧的linux命令集

kubectl apply -f pod-base.yaml

这样就创建一个Pod，里面运行两个容器，一个名称为 nginx，一个名称为busybox

docker 镜像拉取策略 imagePullPolicy

• imagePullPolicy：用于设置镜像拉取的策略，kubernetes支持配置三种拉取策略：

• Always：总是从远程仓库拉取镜像（一直远程下载）。
• IfNotPresent：本地有则使用本地镜像，本地没有则从远程仓库拉取镜像（本地有就用本地，本地没有就使用远程下载）。
• Never：只使用本地镜像，从不去远程仓库拉取，本地没有就报错

默认值说明：

• 如果镜像tag为具体的版本号，默认策略是IfNotPresent。
• 如果镜像tag为latest（最终版本），默认策略是Al

Pod内部容器启动命令

在前面的案例中，一直有一个问题没有解决，就是busybox容器一直没有成功运行，那么是什么原因导致这个容器的故障呢？

原来程序自己有一个工具箱，而是像一个运行的工具一样，管理 kubernet 类。 解决后，它的类会自动启动它。

创建pod-command.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-command
  namespace: dev
  labels:
    user: xudaxian
spec:
  containers:
    - name: nginx # 容器名称
      image: nginx:1.17.1 # 容器需要的镜像地址
      imagePullPolicy: IfNotPresent # 设置镜像拉取策略
    - name: busybox # 容器名称
      image: busybox:1.30 # 容器需要的镜像地址
      command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt;sleep 3;done;"]

• 进入Pod中的busybox容器，查看文件内容：

# 在容器中执行命令
# kubectl exec -it pod的名称 -n 命名空间 -c 容器名称 /bin/sh
kubectl exec -it pod-command -n dev -c busybox /bin/sh

Pod 中容器的端口设置【不建议使用】，一旦设置，因端口冲突，Pod控制器中只能运行一个Pod

如上图，pod控制器中运行两个Pod，但因为容器都需要对外映射端口，这样就导致冲突

查看端口子选项

kubectl explain pod.spec.containers.ports

创建一个设定port 的yaml文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-ports
  namespace: dev
  labels:
    user: xudaxian
spec:
  containers:
    - name: nginx # 容器名称
      image: nginx:1.17.1 # 容器需要的镜像地址
      imagePullPolicy: IfNotPresent # 设置镜像拉取策略
      ports:
        - name: nginx-port # 端口名称，如果执行，必须保证name在Pod中是唯一的
          containerPort: 80 # 容器要监听的端口 （0~65536）
          protocol: TCP # 端口协议

执行

kubectl create -f pod-ports.yaml

Pod 的资源占比配置

• 容器中的程序要运行，肯定会占用一定的资源，比如CPU和内存等，如果不对某个容器的资源做限制，那么它就可能吃掉大量的资源，导致其他的容器无法运行。针对这种情况，kubernetes提供了对内存和CPU的资源进行配额的机制，这种机制主要通过resources选项实现，它有两个子选项：

• limits：用于限制运行的容器的最大占用资源，当容器占用资源超过limits时会被终止，并进行重启。
• requests：用于设置容器需要的最小资源，如果环境资源不够，容器将无法启动。

• 可以通过上面的两个选项设置资源的上下限
• 创建pod-resoures.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-resoures
  namespace: dev
  labels:
    user: xudaxian
spec:
  containers:
    - name: nginx # 容器名称
      image: nginx:1.17.1 # 容器需要的镜像地址
      imagePullPolicy: IfNotPresent # 设置镜像拉取策略
      ports: # 端口设置
        - name: nginx-port # 端口名称，如果执行，必须保证name在Pod中是唯一的
          containerPort: 80 # 容器要监听的端口 （0~65536）
          protocol: TCP # 端口协议
      resources: # 资源配额
        limits: # 限制资源的上限
          cpu: "2" # CPU限制，单位是core数
          memory: "10Gi" # 内存限制
        requests: # 限制资源的下限
          cpu: "1" # CPU限制，单位是core数 
          memory: "10Mi" # 内存限制

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说明

cpu：core数，可以为整数或小数。

memory：内存大小，可以使用Gi、Mi、G、M等形式。

@天才卧龙的博客

kubectl explain pod.spec.containers.ports

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