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一、Pod基础概念

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一、Pod基础概念

1.1什么是pod？

• Pod是kubernetes中最小的资源管理组件，Pod也是最小化运行容器化应用的资源对象。
• 一个Pod代表着集群中运行的一个进程。
• kubernetes中其他大多数组件都是围绕着Pod来进行支撑和扩展Pod功能的

例如，用于管理Pod运行的StatefulSet和Deployment等控制器对象，用于暴露Pod应用的Service和Ingress对象，为Pod提供存储的PersistentVolume存储资源对象等。

pod和pod之间通过localhost通信、pod与pod跨主机通信借助cni网络插件，网络插件有两个

 1.2在K8s集群中Pod有如下两种使用方式

1.2.1一个Pod中运行一个容器

“每个Pod中一个容器”的模式是最常见的用法；在这种使用方式中，你可以把Pod想象成是单个容器的封装，kuberentes管理的是Pod而不是直接管理容器。

只适合 在当个容器中使用

1.2.2在一个Pod中同时运行多个容器

一个Pod中也可以同时封装几个需要紧密耦合互相协作的容器，它们之间共享资源。这些在同一个Pod中的容器可以互相协作成为一个service单位，比如一个容器共享文件，另一个“sidecar”容器来更新这些文件。Pod将这些容器的存储资源作为一个实体来管理。

 举例：sidecar如用于收集日志的filebeat 或者收集监控数据zabbix agent的容器

适合边车模式、 比如日志收集、监控系统的场景 

 1.3pod中运行容器的原则

pause容器有两个核心的功能

• 一是它提供整个Pod的Linux命名空间的基础。
• 二来启用PID命名空间，它在每个Pod中都作为PID为1进程（init进程），并回收僵尸进程

pause容器使得Pod中的所有容器可以共享两种资源：网络和存储 

●网络：

• 每个Pod都会被分配一个唯一的IP地址。
• Pod中的所有容器共享网络空间，包括IP地址和端口。
• Pod内部的容器可以使用localhost互相通信。
• Pod中的容器与外界通信时，必须分配共享网络资源（例如使用宿主机的端口映射）。

 ●存储：

• Pod可以指定多个共享的Volume。
• Pod中的所有容器都可以访问共享的Volume。
• Volume也可以用来持久化Pod中的存储资源，以防容器重启后文件丢失。

 每个Pod都有一个特殊的被称为“基础容器”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还包含一个或者多个紧密相关的用户应用容器。

docker ps

 

 kubernetes中的pause容器主要为每个容器提供以下功能：

• 在pod中担任Linux命名空间（如网络命令空间）共享的基础；
• 启用PID命名空间，开启init进程。

协调他的容器生命周期、提供健康检查和生存探针 

Kubernetes设计这样的Pod概念和特殊组成结构有什么用意？？？？？
原因一：在一组容器作为一个单元的情况下，难以对整体的容器简单地进行判断及有效地进行行动。比如，一个容器死亡了 那么引入与业务无关的Pause容器作为Pod的基础容器，以它的状态代表着整个容器组的状态，这样就可以解决该问题。
原因二：Pod里的多个应用容器共享Pause容器的IP，共享Pause容器挂载的Volume，这样简化了应用容器之间的通信问题，也解决了容器之间的文件共享问题。

 1.4通常把Pod分为两类

1.4.1自主式Pod 
这种Pod本身是不能自我修复的，当Pod被创建后（不论是由你直接创建还是被其他Controller），都会被Kuberentes调度到集群的Node上。直到Pod的进程终止、被删掉、因为缺少资源而被驱逐、或者Node故障之前这个Pod都会一直保持在那个Node上。Pod不会自愈。如果Pod运行的Node故障，或者是调度器本身故障，这个Pod就会被删除。同样的，如果Pod所在Node缺少资源或者Pod处于维护状态，Pod也会被驱逐。

由scheduler调度到node节点创建，但是没有自愈能力，一旦pod删除或异常退出, 不会被重新拉起。而且副本数量不会因为达不到期望值而创建新的pod,没有控制器管理，也没有副本和滚动更新的功能,数据保存在节点上，一旦挂掉，直接结束生命周期 

 创建自主式pod

kubectl run pod-zzz01 --image=nginx:1.18 --port=80

 

1.4.2控制器管理的Pod

Kubernetes使用更高级的称为Controller的抽象层，来管理Pod实例。Controller可以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和集群级别的自愈能力。例如，如果一个Node故障，Controller就能自动将该节点上的Pod调度到其他健康的Node上。虽然可以直接使用Pod，但是在Kubernetes中通常是使用Controller来管理Pod的。

 由scheduler调度到node节点，如果一旦pod被删除或异常退出，控制器会拉起pod让其保持为期望的副本数。也就是说pod出现问题（删除、故障等）会重新拉起新的pod,这类pod可以有副本数和滚动更新的功能

基于pod控制器创建pod：

kubectl create deployment pod-zzz02 --image=nginx:1.18 --port=80 --replicas=2

 

删除pod验证会被重新拉起 

 因为Deployment通常用于管理Pod的副本集，而不是单个Pod。

二、Pod容器的分类

启动顺序：基础容器------>init初始化容器------>应用容器 

2.1基础容器（infrastructure container）

维护整个 Pod 网络和存储空间
node 节点中操作
//启动一个Pod时，k8s会自动启动一个基础容器
cat /opt/kubernetes/cfg/kubelet
......
--pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0"

每次创建 Pod 时候就会创建，运行的每一个Pod都有一个 pause-amd64 的基础容器自动会运行，对于用户是透明的
docker ps -a
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0   "/pause"

2.2初始化容器（initcontainers）

Init容器必须在应用程序容器启动之前运行完成，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。（初始化容器先完成，再完成应用容器）

Init 容器与普通的容器非常像，除了以下两点：

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启动和退出

如果 Pod 的 Init 容器失败，k8s 会不断地重启该 Pod，直到 Init 容器成功为止。然而，如果 Pod 对应的重启策略（restartPolicy）为 Never，它不会重新启动。 

 

 2.3应用容器（Maincontainer）

并行启动

应用容器（业务容器/main container）：提供应用程序业务

应用容器是在所有init容器都成功的完成启动退出后才会启动；如果Pod定义了多个应用容器，它们是并行启动的

官网示例：
https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/pods/init-containers/ 

三、实战-------启动两个init容器

 3.1在mnt下创建demo文件夹,方便管理

mkdir /mnt/demo/
 
cd /mnt/demo/

 

3.2编辑demo1

官网示例：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/pods/init-containers/ 

定义了一个具有 2 个 Init 容器的简单 Pod。 第一个等待 myservice 启动， 第二个等待 mydb 启动。 一旦这两个 Init容器都启动完成，Pod 将启动 spec 中的应用容器。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    spp: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image:  busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']

 

kubectl apply  -f demo1.yaml #构建资源
 
kubectl get pods|grep myapp

 

目前的init状态是0/2，我们排查错误问题，可以去查看pod的相关信息 

3.3解决问题 

过滤出myapp

查看pod详细信息

 查看日志信息查看日志信息

 我们发现是无法解析myservice，查看Coredns是否正常

kubectl get pod -n kube-system

 再查看Service是否正常 、发现没有init的service服务，需要创建一个server

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    name: zzz

创建资源

    启动文件后，再次查看pod有相应服务

 使用同样的方法修改init-mydb的配置

kubectl describe pod myapp-pod

  查看日志信息

kubectl logs myapp-pod -c init-mydb

编辑svc-demo1文件

这边只需要名字修改即可

 

执行文件后，需要等pod创建完

先运行init初始化容器，init初始化容器成功后，应用容器就启动成功了

init容器无论写哪里，都先执行初始化容器，init容器按写的上下顺序执行

 关于pod容器启动说明，

3.4pod容器分类汇总

pause容器（基础容器/父容器/根容器）：
给Pod容器组做环境初始化，功能具体见上
pause容器是Pod最先启动的容器
                                     
init容器（初始化容器/init container）：
可以在应用容器启动前，为应用容器提供运行依赖环境或工具包；还可以阻塞或延迟应用容器的启动
init容器是在pause容器之后启动的；如果Pod定义了多个init容器，它们是串行启动的，即要在上一个init容器成功的完成启动退出后才会启动下一个init容器
 
应用容器（业务容器/main container）：
提供应用程序业务
应用容器是在所有init容器都成功的完成启动退出后才会启动；如果Pod定义了多个应用容器，它们是并行启动的

四、镜像拉取策略（image PullPolicy） 

Pod 的核心是运行容器，必须指定容器引擎，比如 Docker，启动容器时，需要拉取镜像，k8s 的镜像拉取策略可以由用户指定：

• IfNotPresent：在镜像已经存在的情况下，kubelet 将不再去拉取镜像，仅当本地缺失时才从仓库中拉取，默认的镜像拉取策略
• Always：每次创建 Pod 都会重新拉取一次镜像；
• Never：Pod 不会主动拉取这个镜像，仅使用本地镜像。
• 注意：对于标签为“:latest”的镜像文件，其默认的镜像获取策略即为“Always”；而对于其他标签的镜像，其默认策略则为“IfNotPresent”。

 nginx:latest

注意：

image nginx:latest或nginx 镜像的标签为latest或者无标签时，默认拉取镜像策略为always

nginx:1.14 镜像的标签为非latest时，默认的镜像为获取策略为IfNotPresent

官方示例：
https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/images 

4.1配置Always 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
      imagePullPolicy: Always
      command: [ "echo", "SUCCESS"]

 

  默认拉取nginx镜像，镜像重启策略为Always，会一直重启；此时 Pod 的状态异常，原因是 echo 执行完进程终止，容器生命周期也就结束了

kubectl describe pod pod-test1

可以发现 Pod 中的容器在生命周期结束后，由于 Pod 的重启策略为 Always，容器再次重启了，并且又重新开始拉取镜像

 4.2配置IfNotPresent

注意：

image nginx:latest或nginx 镜像的标签为latest或者无标签时，默认拉取镜像策略为always

nginx:1.14 镜像的标签为非latest时，默认的镜像为获取策略为IfNotPresent

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.18
    # imagePullPolicy: Always
      command: [ "echo", "SUCCESS"]

4.3配置Never 

设置镜像版本：nginx:1.18 

imagePullPolicy：Never

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:1.18
      imagePullPolicy: Never
      command: [ "echo", "SUCCESS"]

 

 拉取策略为Never，是默认拉取本地的镜像，由于本地没有Ninx:1.18镜像，所以pod启动失败

kubectl describe pod pod-test1  

 这里我们可以看到拉取Nginx:1.18镜像失败

设置镜像为空 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
    # imagePullPolicy: Always
      command: [ "echo", "SUCCESS"]

kubectl delete pod pod-test1 
 
kubectl apply -f demo2.yaml 

 

 五、重启策略（restartPolicy）

默认重启策略是：always 

#注意：K8S 中不支持重启 Pod 资源，只有删除重建 

 5.1配置Always

查看Pod状态，等容器启动后30秒后执行exit退出进程进入error状态，就会重启次数加1 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: foo
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 30;

 

  查看重启策略

 

总是重启，无论正常退出还是异常退出 都会重启容器

5.2配置OnFailure 

OnFailure模式会按要求进行退出，容器异常退出重启，正常退出的话，则不重启 非0状态重启

 

在Kubernetes的Pod定义文件中，exit 3是不合法的命令，因为Pod中的容器不应该主动退出。相反，容器应该运行需要的服务或应用程序，并保持运行状态直到其完成或被终止。 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: foo
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 10; exit 3
  restartPolicy: OnFailure

 

kubectl get pod -w

可以动态监测

过滤重启策略

验证正常退出 不重启 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: foo
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 10;
  restartPolicy: OnFailure

5.3配置Never 

异常退出 不重启

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: foo
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 10; exit 3
  restartPolicy: Never

 

 

kubectl get pod foo -o yaml|grep -i restart #不区分大小过滤重启策略

验证正常退出也不重启

 

 

 completed 表示正常退出的