Kubernetes(K8S) Pod 介绍

Pod 是 k8s 系统中可以创建和管理的最小单元， 是资源对象模型中由用户创建或部署的最小资源对象模型， 也是在 k8s 上运行容器化应用的资源对象， 其他的资源对象都是用来支撑或者扩展 Pod 对象功能的， 比如控制器对象是用来管控 Pod 对象的， Service 或者Ingress 资源对象是用来暴露 Pod 引用对象的， PersistentVolume 资源对象是用来为 Pod提供存储等等， k8s 不会直接处理容器， 而是 Pod， Pod 是由一个或多个 container 组成Pod 是 Kubernetes 的最重要概念， 每一个 Pod 都有一个特殊的被称为” 根容器“的 Pause容器。 Pause 容器对应的镜 像属于 Kubernetes 平台的一部分， 除了 Pause 容器， 每个 Pod还包含一个或多个紧密相关的用户业务容器

• 最小部署单元
• 是一组容器的集合
• 一个Pod 中的容器，是共享网络的
• 生命周期是短暂的，重启后数据丢失，所以需要（nfs)

Pod 存在的意义

• 创建容器使用 Docker, 一个 Docker 对应一个容器，一个容器有一个进程，一个容器运行一个应用程序(多个不方便管理) docker ps -a
• Pod是多进程设计：里面可以包括多个容器，一个容器运行一个应用程序，因此Pod可以运行多个应用程序
• 为了亲密性应用：两个应用之间进行交互，网络之间调用，两个应用需要频繁调用

Pod 实现机制

容器本身之间相互隔离，通过 namespace、group

• 共享网络，通过Pause容器，把其它业务容器加入到 Pause 容器里面，让所有业务容器在同一个 namespace ，实现网络共享
  
  
• 共享存储，引入数据卷Volumn，使用数据卷进行持久化存储（日志数据，业务数据），当一个节点挂了，漂移到另一个节点，数据不丢失
  
  

Pod 拉取策略

[root@k8smaster ~]# kubectl edit deployment/javademo1
.....
 spec:
      containers:
      - image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/vipsoft/vipsoft:4.3
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: vipsoft
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
.....

• imagePullPolicy: IfNotPresent
• Always ：总是拉取 pull
• IfNotPresent: 默认值,本地有则使用本地镜像,不拉取
• Never：只使用本地镜像，从不拉取

Pod 资源限制

由Docker限制，非Pod去限制

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: db
    image: mysql
    env:
    - name: MYSQL ROOT PASSWORD
      value: "password"
      resources:
        # 调度需要至少这么大
        requests:
          memory: "64Mi"
          # 1核=1000m，250m=0.25核
          cpu:“250m”
        # 最大不超过
        limits:
          memory: ”128Mi"
          cpu:"500m"

Pod和Container的资源请求和限制：

spec.containers[].resources.requests.cpu

spec.containers[].resources.requests.memory

spec.containers[].resources.limits.cpu

spec.containers[].resources.limits.memory

Pod 重启机制

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.28.4
    args:
    - /bin/sh
  - -C
  - sleep 36000
  restartPolicy:Never

restartPolicy

• Always:当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略。
• OnFailure:当容器异常退出（退出状态码非0）时，才重启容器。
• Never:当容器终止退出，从不重启容器。

Pod 健康检查

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec
  labels:
    test: liveness
spec:
  containers:     #容器
  - name: liveness    #容器名字
    image: busybox    #镜像
    args:     #args
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:    #存活检查
      exec:
        command:  #命令
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5   # 延迟探测时间
      periodSeconds: 5     # 执行探测频率

• livenessProbe (存活检查)
  如果检查失败，将kill杀死容器，根据Pod的 restartPolicy 来操作
• readinessProbe (就绪检查)
  如果检查失败，K8S会把Pod从Service endpoints 中剔除。
  Probe 支持以下三种检查方法：
• httpGet
  发送HTTP请求，返回200~400范围状态码为成功。
• exec
  执行 Shell 命令返回状态码是0为成功。
• tcpSocket
  发起TCP Socket 建立成功。

Pod 调度策略

创建Pod流程

影响调度因素

• Pod 资源限制对Pod调度有影响，根据 Request 找到足够 Node 节点进行调试
• 节点选择器标签，nodeSelector.env_role:dev，影响
  

kubectl label node node1 env_role=dev

• 节点的亲和性，nodeAffinity 和 nodeSelector 基本一样，根据节点上标签约束来对Pod调度到哪些节点上，功能更强大，符合条件就用，不符合也能用，支持各种操作符
  （1） 硬亲和性：约束条件必须满足
  （2） 软亲和性：尝试满足，不保证

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinityspec:
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      # 硬亲和性
      requiredDuringschedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms :
        - matchExpressions :
          - key: env 
          roleoperator: In # NotIn Exists Gt Lt DoesNotExists
          values: 
          - dev
          - test
      preferredDuringschedulingIgnoredDuringExecution:
      # 软亲和性
      - weiqht:1
        preference:
           matchExpressions :
           - key: group
           operator: In
           values:
           - otherprod
  containers:
  - name: webdemo
    image: nginx

污点和污点容忍

nodeSelector、nodeAffinity: Pod调度到某些节点上，Pod 属性，高度时实现

Taint 污点：节点不做普通分配调试，是节点属性

场景

• 专用节点
  
• 配置特定硬件节点
  
• 基于 Taint 驱逐
  

演示

# 查看当前节点的污点
[root@k8smaster ~]# kubectl describe node k8snode3 | grep Taint
# 添加污点 kubectl taint node 节点名称 key=value:污点值-
[root@k8smaster ~]# kubectl taint node k8snode1 key=value:NoSchedule
# 删除污点 kubectl taint node 节点名称 key=value:污点值-
[root@k8smaster ~]# kubectl taint node k8snode1 env_role:NoSchedule-

污点值

• NoSchedule: 一定不被调度
• PreferNoSchedule：尽量不被调度
• NoExecute：不会调试，并且还会驱逐Node已有 Pod

污点容忍

加上 tolerations