【K8S系列】Pod详解

简介: 【K8S系列】Pod详解

1 前言

Kubernetes(简称k8s)是一个流行的开源容器编排系统,它能够简化应用程序部署、管理和扩展。在Kubernetes中,Pod是最基本的部署单元

本文将对Kubernetes Pod进行详细介绍。

2 为什么需要pod

相信你在学习和使用 Kubernetes 项目的过程中,已经不止一次地想要问这样一个问题:

为什么我们会需要 Pod?

们知道,容器的本质是一种特殊的进程,如果映射到系统中,容器镜像就是这个系统里的“.exe”安装包。那么 Kubernetes 呢?Kubernetes 就是操作系统!

在一个真正的操作系统里,进程并不是“孤苦伶仃”地独自运行的,而是以进程组的方式,“有原则地”组织在一起。

而 Kubernetes 项目所做的,其实就是将“进程组”的概念映射到了容器技术中,并使其成为了这个云计算“操作系统”里的“一等公民”。

Pod 是 Kubernetes 里的原子调度单位。这就意味着,Kubernetes 项目的调度器,是统一按照 Pod 而非容器的资源需求进行计算的。

关于 Pod 最重要的一个事实是:它只是一个逻辑概念。

也就是说,Kubernetes 真正处理的,还是宿主机操作系统上 Linux 容器的 Namespace 和 Cgroups,而并不存在一个所谓的 Pod 的边界或者隔离环境。

那么,Pod 又是怎么被“创建”出来的呢?

答案是:Pod,其实是一组共享了某些资源的容器。

具体的说:

Pod 里的所有容器,共享的是同一个 Network Namespace,并且可以声明共享同一个 Volume

pod的实现:

在 Kubernetes 项目里,Pod 的实现需要使用一个中间容器,这个容器叫作 Infra 容器。在这个 Pod 中,Infra 容器永远都是第一个被创建的容器,

而其他用户定义的容器,则通过 Join Network Namespace 的方式,与 Infra 容器关联在一起。这样的组织关系,叫做pod。可以用下面这样一个示意图来表达:

如上图所示,这个 Pod 里有两个用户容器 A 和 B,还有一个 Infra 容器。

Infra 容器一定要占用极少的资源,所以它使用的是一个非常特殊的镜像,叫作:k8s.gcr.io/pause。这个镜像是一个用汇编语言编写的、永远处于“暂停”状态的容器,解压后的大小也只有 100~200 KB 左右。

而在 Infra 容器“Hold 住”Network Namespace 后,用户容器就可以加入到 Infra 容器的 Network Namespace 当中了。

所以,如果你查看这些容器在宿主机上的 Namespace 文件,它们指向的值一定是完全一样的。


这也就意味着,对于 Pod 里的容器 A 和容器 B 来说:

  • 通信:它们可以直接使用 localhost 进行通信;
  • 网络:它们看到的网络设备跟 Infra 容器看到的完全一样;
  • IP地址:一个 Pod 只有一个 IP 地址,也就是这个 Pod 的 Network Namespace 对应的 IP 地址;
  • 其他网络资源:其他的所有网络资源,都是一个 Pod 一份,并且被该 Pod 中的所有容器共享;
  • 生命周期:Pod 的生命周期只跟 Infra 容器一致,而与容器 A 和 B 无关。


而对于同一个 Pod 里面的所有用户容器来说,它们的进出流量,认为都是通过 Infra 容器完成的。

这一点很重要,因为将来如果你要为 Kubernetes 开发一个网络插件时,应该重点考虑的是如何配置这个 Pod 的 Network Namespace,而不是每一个用户容器如何使用你的网络配置,这是没有意义的。

有了这个设计之后,共享 Volume 就简单多了:Kubernetes 项目只要把所有 Volume 的定义都设计在 Pod 层级即可。


3 什么是Pod?

Pod是Kubernetes中最小的可部署单元,它是一个或多个紧密关联的容器的组合,这些容器共享同一个网络命名空间和存储卷。Pod提供了一个抽象层,它封装了容器在节点上的运行环境,例如存储、网络和运行时环境。

3.1 Pod的组成

Pod由以下组件组成:

  • 容器:Pod中可以有一个或多个容器。
  • 共享存储:Pod中的所有容器都可以访问共享存储卷。
  • 网络:Pod中的所有容器都共享相同的网络命名空间和IP地址。

3.2 Pod的用途

Pod是K8s中最基本的计算单元,用于托管应用程序或服务。Pod可用于:

  • 运行单个容器应用程序
  • 运行多个相关容器应用程序
  • 运行应用程序和sidecar容器,sidecar容器提供支持应用程序所需的其他功能,如日志记录、监视和调试。
  • 提供应用程序和其依赖项之间的网络通信
  • 提供应用程序和存储之间的访问

3.3 Pod的生命周期

Pod具有以下生命周期:

  • 创建:当Pod定义被提交到K8s API服务器时,Pod被创建。
  • 运行:当Pod被调度到节点上时,Pod处于运行状态。
  • 更新:可以通过更新Pod的定义来更新Pod中的容器和其他资源。
  • 扩展:可以通过创建更多的Pod实例来扩展应用程序。
  • 删除:当Pod被删除时,Pod中的容器被停止并且Pod中的资源被释放。

3.4 Pod的特点

Pod具有以下特点:

  • Pod是最小的可部署单元,它封装了一个或多个容器。
  • Pod提供了容器共享网络和存储的能力
  • Pod具有自己的IP地址和DNS名称,可以作为一个独立的服务进行访问。
  • Pod可以水平扩展,即可以通过副本集进行复制并进行负载均衡。
  • Pod可以使用亲和性和反亲和性进行节点调度,以满足特定的调度需求。


4 Pod的使用

要创建一个Pod,必须定义一个Pod描述文件,该文件描述了Pod的规范、容器和相关的资源。下面是一个示例Pod描述文件:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80

在上面的示例中,我们定义了一个名为nginx-pod的Pod,它包含一个名为nginx的容器,该容器使用最新的nginx镜像,并监听80端口。

要创建该Pod,可以使用kubectl apply命令:

kubectl apply -f nginx-pod.yaml

该命令将会创建一个名为nginx-pod的Pod,并且启动一个nginx容器。


5 结论

Pod是Kubernetes中最基本的部署单元,它封装了一个或多个容器,并提供容器共享网络和存储的能力

Pod也可以作为一个独立的服务进行访问,并且可以通过副本集进行复制并进行负载均衡。要使用Pod,必须定义一个Pod描述文件,并使用kubectl apply命令创建Pod。

相关实践学习
深入解析Docker容器化技术
Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。Docker是世界领先的软件容器平台。开发人员利用Docker可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。运维人员利用Docker可以在隔离容器中并行运行和管理应用,获得更好的计算密度。企业利用Docker可以构建敏捷的软件交付管道,以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为Linux和Windows Server应用发布新功能。 在本套课程中,我们将全面的讲解Docker技术栈,从环境安装到容器、镜像操作以及生产环境如何部署开发的微服务应用。本课程由黑马程序员提供。     相关的阿里云产品:容器服务 ACK 容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/kubernetes
相关文章
|
7月前
|
Kubernetes Docker 容器
Kubernetes与Docker参数对照:理解Pod中的command、args与Dockerfile中的CMD、ENTRYPOINT。
需要明确的是,理解这些都需要对Docker和Kubernetes有一定深度的理解,才能把握二者的区别和联系。虽然它们都是容器技术的二个重要组成部分,但各有其特性和适用场景,理解它们的本质和工作方式,才能更好的使用这些工具,将各自的优点整合到生产环境中,实现软件的快速开发和部署。
220 25
|
11月前
|
Prometheus Kubernetes 监控
深入探索Kubernetes中的Pod自动扩展(Horizontal Pod Autoscaler, HPA)
深入探索Kubernetes中的Pod自动扩展(Horizontal Pod Autoscaler, HPA)
|
7月前
|
Kubernetes Shell Windows
【Azure K8S | AKS】在AKS的节点中抓取目标POD的网络包方法分享
在AKS中遇到复杂网络问题时,可通过以下步骤进入特定POD抓取网络包进行分析:1. 使用`kubectl get pods`确认Pod所在Node;2. 通过`kubectl node-shell`登录Node;3. 使用`crictl ps`找到Pod的Container ID;4. 获取PID并使用`nsenter`进入Pod的网络空间;5. 在`/var/tmp`目录下使用`tcpdump`抓包。完成后按Ctrl+C停止抓包。
224 12
|
11月前
|
存储 Kubernetes Docker
【赵渝强老师】Kubernetes中Pod的基础容器
Pod 是 Kubernetes 中的基本单位,代表集群上运行的一个进程。它由一个或多个容器组成,包括业务容器、基础容器、初始化容器和临时容器。基础容器负责维护 Pod 的网络空间,对用户透明。文中附有图片和视频讲解,详细介绍了 Pod 的组成结构及其在网络配置中的作用。
179 1
【赵渝强老师】Kubernetes中Pod的基础容器
|
11月前
|
运维 Kubernetes Shell
【赵渝强老师】K8s中Pod的临时容器
Pod 是 Kubernetes 中的基本调度单位,由一个或多个容器组成,包括业务容器、基础容器、初始化容器和临时容器。临时容器用于故障排查和性能诊断,不适用于构建应用程序。当 Pod 中的容器异常退出或容器镜像不包含调试工具时,临时容器非常有用。文中通过示例展示了如何使用 `kubectl debug` 命令创建临时容器进行调试。
189 1
|
11月前
|
Kubernetes 调度 容器
【赵渝强老师】K8s中Pod中的业务容器
Pod 是 Kubernetes 中的基本调度单元,由一个或多个容器组成。除了业务容器,Pod 还包括基础容器、初始化容器和临时容器。本文通过示例介绍如何创建包含业务容器的 Pod,并提供了一个视频讲解。示例中创建了一个名为 "busybox-container" 的业务容器,并使用 `kubectl create -f firstpod.yaml` 命令部署 Pod。
142 1
|
11月前
|
Kubernetes 容器 Perl
【赵渝强老师】K8s中Pod中的初始化容器
Kubernetes的Pod包含业务容器、基础容器、初始化容器和临时容器。初始化容器在业务容器前运行,用于执行必要的初始化任务。本文介绍了初始化容器的作用、配置方法及优势,并提供了一个示例。
174 1
|
11月前
|
存储 Kubernetes 调度
深入理解Kubernetes中的Pod与Container
深入理解Kubernetes中的Pod与Container
605 0
|
11月前
|
Kubernetes Java 调度
Kubernetes中的Pod垃圾回收策略是什么
Kubernetes中的Pod垃圾回收策略是什么
|
11月前
|
存储 Kubernetes 调度
深度解析Kubernetes中的Pod生命周期管理
深度解析Kubernetes中的Pod生命周期管理

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多