• 五、kuternetes Pod介绍与配置


    Pod介绍与配置

    1. Pod介绍

    1.1 Pod结构

    在这里插入图片描述
    每个Pod中都可以包含一个或者多个容器,这些容器可以分为两类:

    • 用户程序所在的容器,数量可多可少

    • 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的健康状态

      • 可以在根容器上设置Ip地址,其它容器都使用这个Ip(Pod IP),以实现Pod内部的网路通信

    这里是Pod内部的通讯,Pod的之间的通讯采用虚拟二层网络技术来实现,我们当前环境用的是Flannel
    
    • 1

    1.2 Pod定义

    下面是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: > #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
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25
    • 26
    • 27
    • 28
    • 29
    • 30
    • 31
    • 32
    • 33
    • 34
    • 35
    • 36
    • 37
    • 38
    • 39
    • 40
    • 41
    • 42
    • 43
    • 44
    • 45
    • 46
    • 47
    • 48
    • 49
    • 50
    • 51
    • 52
    • 53
    • 54
    • 55
    • 56
    • 57
    • 58
    • 59
    • 60
    • 61
    • 62
    • 63
    • 64
    • 65
    • 66
    • 67
    • 68
    • 69
    • 70
    • 71
    • 72
    • 73
    • 74
    • 75
    • 76
    • 77
    • 78

    查看pod的可配置项

    # 可以通过explain命令来查看每种资源的可配置项
    #   kubectl explain 资源类型         查看某种资源可以配置的一级属性
    #	kubectl explain 资源类型.属性     查看属性的子属性
    [root@master ~]# kubectl explain pod
    KIND:     Pod
    VERSION:  v1
    FIELDS:
       apiVersion   
       kind 
       metadata     
       spec 
       status       
    
    [root@master ~]# kubectl explain pod.metadata
    KIND:     Pod
    VERSION:  v1
    RESOURCE: metadata 
    FIELDS:
       annotations  [string]string>
       clusterName  
       creationTimestamp    
       deletionGracePeriodSeconds   
       deletionTimestamp    
       finalizers   <[]string>
       generateName 
       generation   
       labels       [string]string>
       managedFields        <[]Object>
       name 
       namespace    
       ownerReferences      <[]Object>
       resourceVersion      
       selfLink     
       uid  
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25
    • 26
    • 27
    • 28
    • 29
    • 30
    • 31
    • 32
    • 33
    • 34

    在kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的,主要包含5部分:

    • apiVersion 版本,由kubernetes内部定义,版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到

    • kind 类型,由kubernetes内部定义,版本号必须可以用 kubectl api-resources 查询到

    • metadata 元数据,主要是资源标识和说明,常用的有name、namespace、labels等

    • spec 描述,这是配置中最重要的一部分,里面是对各种资源配置的详细描述

    • status 状态信息,里面的内容不需要定义,由kubernetes自动生成

      在上面的属性中,spec是接下来研究的重点,继续看下它的常见子属性:

      • containers <[]Object> 容器列表,用于定义容器的详细信息
      • nodeName 根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上
      • nodeSelector 根据NodeSelector中定义的信息选择将该Pod调度到包含这些label的Node 上
      • hostNetwork 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 <[]Object> 存储卷,用于定义Pod上面挂在的存储信息
      • restartPolicy 重启策略,表示Pod在遇到故障的时候的处理策略

      2. Pod配置

      本小节主要来研究pod.spec.containers属性,这也是pod配置中最为关键的一项配置。

      [root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers
      KIND:     Pod
      VERSION:  v1
      RESOURCE: containers <[]Object>   # 数组,代表可以有多个容器
      FIELDS:
         name       # 容器名称
         image      # 容器需要的镜像地址
         imagePullPolicy   # 镜像拉取策略 
         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> # 容器的启动命令需要的参数列表
         env      <[]Object> # 容器环境变量的配置
         ports    <[]Object>     # 容器需要暴露的端口号列表
         resources       # 资源限制和资源请求的设置
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13

      2.1 基本配置

      创建pod-base.yaml文件,内容如下:

      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
        name: pod-base
        namespace: dev
        labels:
          user: light
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.1
        - name: busybox
          image: busybox:1.30
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13

      上面定义了一个比较简单Pod的配置,里面有两个容器:

      • nginx:用1.17.1版本的nginx镜像创建,(nginx是一个轻量级web容器)
      • busybox:用1.30版本的busybox镜像创建,(busybox是一个小巧的linux命令集合)
      # 创建Pod
      [root@master pod]# kubectl apply -f pod-base.yaml
      pod/pod-base created
      
      # 查看Pod状况
      # READY 1/2 : 表示当前Pod中有2个容器,其中1个准备就绪,1个未就绪
      # RESTARTS  : 重启次数,因为有1个容器故障了,Pod一直在重启试图恢复它
      [root@master pod]# kubectl get pod -n dev
      NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
      pod-base   1/2     Running   4          95s
      
      # 可以通过describe查看内部的详情
      # 此时已经运行起来了一个基本的Pod,虽然它暂时有问题
      [root@master pod]# kubectl describe pod pod-base -n dev
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14

      2.2 镜像拉取

      创建pod-imagepullpolicy.yaml文件,内容如下:

      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
        name: pod-imagepullpolicy
        namespace: dev
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.1
          imagePullPolicy: Always # 用于设置镜像拉取策略
        - name: busybox
          image: busybox:1.30
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12

      imagePullPolicy,用于设置镜像拉取策略,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(本地有就本地 本地没远程下载)
      • Never:只使用本地镜像,从不去远程仓库拉取,本地没有就报错 (一直使用本地)

      默认值说明:
      如果镜像tag为具体版本号, 默认策略是:IfNotPresent
      如果镜像tag为:latest(最终版本) ,默认策略是always

      2.3 启动命令

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

      ​ 原来busybox并不是一个程序,而是类似于一个工具类的集合,kubernetes集群启动管理后,它会自动关闭。解决方法就是让其一直在运行,这就用到了command配置。

      创建pod-command.yaml文件,内容如下:

      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
        name: pod-command
        namespace: dev
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.1
        - name: busybox
          image: busybox:1.30
          command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12

      command,用于在pod中的容器初始化完毕之后运行一个命令。

      稍微解释下上面命令的意思:
      ​ “/bin/sh”,“-c”, 使用sh执行命令
      ​ touch /tmp/hello.txt; 创建一个/tmp/hello.txt 文件
      ​ while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done; 每隔3秒向文件中写入当前时间

      # 创建Pod
      [root@master pod]# kubectl create  -f pod-command.yaml
      pod/pod-command created
      
      # 查看Pod状态
      # 此时发现两个pod都正常运行了
      [root@master pod]# kubectl get pods pod-command -n dev
      NAME          READY   STATUS   RESTARTS   AGE
      pod-command   2/2     Runing   0          2s
      
      # 进入pod中的busybox容器,查看文件内容
      # 补充一个命令: kubectl exec  pod名称 -n 命名空间 -it -c 容器名称 /bin/sh  在容器内部执行命令
      # 使用这个命令就可以进入某个容器的内部,然后进行相关操作了
      # 比如,可以查看txt文件的内容
      [root@master pod]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
      / # tail -f /tmp/hello.txt
      13:35:35
      13:35:38
      13:35:41
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15
      • 16
      • 17
      • 18
      • 19
      # 创建Pod
      [root@master pod]# kubectl create  -f pod-command.yaml
      pod/pod-command created
      
      # 查看Pod状态
      # 此时发现两个pod都正常运行了
      [root@master pod]# kubectl get pods pod-command -n dev
      NAME          READY   STATUS   RESTARTS   AGE
      pod-command   2/2     Runing   0          2s
      
      # 进入pod中的busybox容器,查看文件内容
      # 补充一个命令: kubectl exec  pod名称 -n 命名空间 -it -c 容器名称 /bin/sh  在容器内部执行命令
      # 使用这个命令就可以进入某个容器的内部,然后进行相关操作了
      # 比如,可以查看txt文件的内容
      [root@master pod]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
      / # tail -f /tmp/hello.txt
      13:35:35
      13:35:38
      13:35:41
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15
      • 16
      • 17
      • 18
      • 19

      2.4 环境变量

      创建pod-env.yaml文件,内容如下:

      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
        name: pod-env
        namespace: dev
      spec:
        containers:
        - name: busybox
          image: busybox:1.30
          command: ["/bin/sh","-c","while true;do /bin/echo $(date +%T);sleep 60; done;"]
          env: # 设置环境变量列表
          - name: "username"
            value: "admin"
          - name: "password"
            value: "123456"
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15

      env,环境变量,用于在pod中的容器设置环境变量。

      # 创建Pod
      [root@master ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
      pod/pod-env created
      
      # 进入容器,输出环境变量
      [root@master ~]# kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh
      / # echo $username
      admin
      / # echo $password
      123456
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10

      这种方式不是很推荐,推荐将这些配置单独存储在配置文件中,这种方式将在后面介绍。

      2.5 端口设置

      下面来介绍容器的端口设置,也就是containers的ports选项。

      首先看下ports支持的子选项:

      [root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
      KIND:     Pod
      VERSION:  v1
      RESOURCE: ports <[]Object>
      FIELDS:
         name           # 端口名称,如果指定,必须保证name在pod中是唯一的		
         containerPort # 容器要监听的端口(0
         hostPort      # 容器要在主机上公开的端口,如果设置,主机上只能运行容器的一个副本(一般省略) 
         hostIP         # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)
         protocol       # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10

      接下来,编写一个测试案例,创建pod-ports.yaml

      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
        name: pod-ports
        namespace: dev
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.1
          ports: # 设置容器暴露的端口列表
          - name: nginx-port
            containerPort: 80
            protocol: TCP
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      # 创建Pod
      [root@master ~]# kubectl create -f pod-ports.yaml
      pod/pod-ports created
      
      # 查看pod
      # 在下面可以明显看到配置信息
      [root@master ~]# kubectl get pod pod-ports -n dev -o yaml
      ......
      spec:
        containers:
        - image: nginx:1.17.1
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          name: nginx
          ports:
          - containerPort: 80
            hostPort: 80
            name: nginx-port
            protocol: TCP
      ......
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15
      • 16
      • 17
      • 18
      • 19

      访问容器中的程序需要使用的是podIp:containerPort

      2.6 资源配额

      容器中的程序要运行,肯定是要占用一定资源的,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资源,导致其它容器无法运行。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,他有两个子选项:

      • limits:用于限制运行时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

      可以通过上面两个选项设置资源的上下限。

      接下来,编写一个测试案例,创建pod-resources.yaml

      apiVersion: v1
      kind: Pod
      metadata:
        name: pod-resources
        namespace: dev
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.1
          resources: # 资源配额
            limits:  # 限制资源(上限)
              cpu: "2" # CPU限制,单位是core数
              memory: "10Gi" # 内存限制
            requests: # 请求资源(下限)
              cpu: "1"  # CPU限制,单位是core数
              memory: "10Mi"  # 内存限制
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15
      • 16

      在这对cpu和memory的单位做一个说明:

      • 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

      # 运行Pod
      [root@master ~]# kubectl create  -f pod-resources.yaml
      pod/pod-resources created
      
      # 查看发现pod运行正常
      [root@master ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev
      NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE  
      pod-resources   1/1     Running   0          39s   
      
      # 接下来,停止Pod
      [root@master ~]# kubectl delete  -f pod-resources.yaml
      pod "pod-resources" deleted
      
      # 编辑pod,修改resources.requests.memory的值为10Gi
      [root@master ~]# vim pod-resources.yaml
      
      # 再次启动pod
      [root@master ~]# kubectl create  -f pod-resources.yaml
      pod/pod-resources created
      
      # 查看Pod状态,发现Pod启动失败
      [root@master ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev -o wide
      NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE          
      pod-resources   0/2     Pending   0          20s    
      
      # 查看pod详情会发现,如下提示
      [root@master ~]# kubectl describe pod pod-resources -n dev
      ......
      Warning  FailedScheduling    default-scheduler  0/2 nodes are available: 2 Insufficient memory.(内存不足)
      
      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15
      • 16
      • 17
      • 18
      • 19
      • 20
      • 21
      • 22
      • 23
      • 24
      • 25
      • 26
      • 27
      • 28
      • 29
    • 相关阅读:
      Ubuntu——配置安装服务
      C/C++语言100题练习计划 88——猜数游戏(二分查找实现)
      【Python】Python 包 ③ ( Python 第三方包简介 | 安装第三方包 | 命令行安装 | PyCharm 安装 | 设置代理 | 使用第三方包开发 )
      2022年中纪实 -- 一个普通人的经历
      二次型与线性空间
      如何使用AI提问提示词(Prompt):让你的提问回答更有效
      ROS2 Foxy depthai_ros教程
      Cadence OrCAD Capture管脚Passive和Power属性功能详细介绍图文教程
      制作rpm包实例
      电脑重装系统后如何删除微软商店下载记录
    • 原文地址:https://blog.csdn.net/qq_49723651/article/details/126704434