『Kubernetes(K8S) 入门进阶实战』实战入门 - Pod 详解

『Kubernetes(K8S) 入门进阶实战』实战入门 - Pod 详解

Pod 结构

1. 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，其它容器都此 IP（Pod IP），以实现 Pod 内部的网路通信

Pod 定义

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TCPenv:   #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、portpath: stringport: numberhost: stringscheme: stringHttpHeaders:- name: stringvalue: stringtcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式port: numberinitialDelaySeconds: 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: 0failureThreshold: 0securityContext:privileged: falserestartPolicy: [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: stringhostNetwork: 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: stringpath: stringconfigMap:         #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部name: stringitems:- key: stringpath: string

2. 在这里，可通过一个命令来查看每种资源的可配置项，反而不需要去记

#   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@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod
KIND:     Pod
VERSION:  v1
FIELDS:apiVersion   <string>kind <string>metadata     <Object>spec <Object>status       <Object># 查看下一个层级
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.metadata
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: metadata <Object>
FIELDS:annotations  <map[string]string>clusterName  <string>creationTimestamp    <string>deletionGracePeriodSeconds   <integer>deletionTimestamp    <string>finalizers   <[]string>generateName <string>generation   <integer>labels       <map[string]string>managedFields        <[]Object>name <string>namespace    <string>ownerReferences      <[]Object>resourceVersion      <string>selfLink     <string>uid  <string>

3. 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 <map[]> ：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

Pod 配置

1. pod.spec.containers 属性，是 pod 配置中最为关键的一项配置

[root@k8s-master01 ~]# 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  <string>     # 容器名称image <string>     # 容器需要的镜像地址imagePullPolicy  <string> # 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 <Object>      # 资源限制和资源请求的设置

2. 创建 pod-base.yaml 文件，内容如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-basenamespace: devlabels:user: heima
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1- name: busyboximage: busybox:1.30

3. 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@k8s-master01 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@k8s-master01 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@k8s-master01 pod]# kubectl describe pod pod-base -n dev

Pod 镜像拉取（imagePullPolicy）

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

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-imagepullpolicynamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1imagePullPolicy: Never # 用于设置镜像拉取策略- name: busyboximage: busybox:1.30

2. 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

# 创建Pod
[root@k8s-master01 pod]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
pod/pod-imagepullpolicy created# 查看Pod详情
# 此时明显可以看到nginx镜像有一步Pulling image "nginx:1.17.1"的过程
[root@k8s-master01 pod]# kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev
......
Events:Type     Reason     Age               From               Message----     ------     ----              ----               -------Normal   Scheduled  <unknown>         default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-imagePullPolicy to node1Normal   Pulling    32s               kubelet, node1     Pulling image "nginx:1.17.1"Normal   Pulled     26s               kubelet, node1     Successfully pulled image "nginx:1.17.1"Normal   Created    26s               kubelet, node1     Created container nginxNormal   Started    25s               kubelet, node1     Started container nginxNormal   Pulled     7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Container image "busybox:1.30" already present on machineNormal   Created    7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Created container busyboxNormal   Started    7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Started container busybox

启动命令（command）

1. 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
2. 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
3. 创建 pod-command.yaml 文件，内容如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-commandnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1- name: busyboximage: busybox:1.30command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]

4. 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

5. 查看容器内的执行

# 创建Pod
[root@k8s-master01 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@k8s-master01 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@k8s-master01 pod]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
/ # tail -f /tmp/hello.txt
14:44:19
14:44:22
14:44:25

• 特别说明（command+args＞command＞args=ENTRYPOINT＞Dockerfile配置）
  • 通过上面发现 command 已经可以完成启动命令和传递参数的功能，为什么这里还要提供一个 args 选项，用于传递参数呢？这其实跟 docker 有点关系，kubernetes 中的command、args 两项其实是实现覆盖 Dockerfile 中 ENTRYPOINT 的功能
  • 如果 command 和 args 均没有写，那么用 Dockerfile 的配置
  • 如果 command 写了，但 args 没有写，那么 Dockerfile 默认的配置会被忽略，执行输入的 command
  • 如果 command 没写，但 args 写了，那么 Dockerfile 中配置的 ENTRYPOINT 的命令会被执行，使用当前 args 的参数
  • 如果 command 和 args 都写了，那么 Dockerfile 的配置被忽略，执行 command 并追加上 args 参数

6. 所谓的 args 在这里
   

环境变量

1. 创建 pod-env.yaml 文件，内容如下

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-envnamespace: dev
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:1.30command: ["/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"

2. env：环境变量，用于在 pod 中的容器设置环境变量

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
pod/pod-env created# 进入容器，输出环境变量
[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh
/ # echo $username
admin
/ # echo $password
123456

端口设置

1. 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@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: ports <[]Object>
FIELDS:name         <string>  # 端口名称，如果指定，必须保证name在pod中是唯一的		containerPort<integer> # 容器要监听的端口(0<x<65536)hostPort     <integer> # 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       <string>  # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)protocol     <string>  # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。

• containerPort 与 hostPort 的区别
  

2. 创建 pod-ports.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-portsnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports: # 设置容器暴露的端口列表- name: nginx-portcontainerPort: 80protocol: TCP

3. 执行脚本

• 访问容器中的程序需要使用的是 Podip:containerPort

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# 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@k8s-master01 ~]# kubectl get pod pod-ports -n dev -o yaml
......
spec:containers:- image: nginx:1.17.1imagePullPolicy: IfNotPresentname: nginxports:- containerPort: 80name: nginx-portprotocol: TCP
......

资源配额

1. 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

2. 创建 pod-resources.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-resourcesnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1resources: # 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

3. 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@k8s-master01 ~]# kubectl create  -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created# 查看发现pod运行正常
[root@k8s-master01 ~]# 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@k8s-master01 ~]# kubectl delete  -f pod-resources.yaml
pod "pod-resources" deleted# 编辑pod，修改resources.requests.memory的值为10Gi
[root@k8s-master01 ~]# vim pod-resources.yaml# 再次启动pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create  -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created# 查看Pod状态，发现Pod启动失败
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev -o wide
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE          
pod-resources   0/1     Pending   0          20s    # 查看pod详情会发现，如下提示
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod pod-resources -n dev
......
Warning  FailedScheduling  35s   default-scheduler  0/3 nodes are available: 1 node(s) had taint {node-role.kubernetes.io/master: }, that the pod didn't tolerate, 2 Insufficient memory.(内存不足)

Pod 生命周期

1. 一般将 pod 对象从创建至终的这段时间范围称为 pod 的生命周期，它主要包含下面的过程

• pod 创建过程
• 运行初始化容器（init container）过程
• 运行主容器（main container）
  • 容器启动后钩子（post start）、容器终止前钩子（pre stop）
  • 容器的存活性探测（liveness probe）、就绪性探测（readiness probe）
    

2. 在整个生命周期中，Pod 会出现 5 种状态（相位）

• 挂起（Pending）：apiserver 已经创建了 pod 资源对象，但它尚未被调度完成或者仍处于下载镜像的过程中
• 运行中（Running）：pod 已经被调度至某节点，并且所有容器都已经被 kubelet 创建完成
• 成功（Succeeded）：pod 中的所有容器都已经成功终止并且不会被重启
• 失败（Failed）：所有容器都已经终止，但至少有一个容器终止失败，即容器返回了非 0 值的退出状态
• 未知（Unknown）：apiserver 无法正常获取到 pod 对象的状态信息，通常由网络通信失败所导致

创建和终止

1. pod 的创建过程

• 用户通过 kubectl 或其他 api 客户端提交需要创建的 pod 信息给 apiServer
• apiServer 开始生成 pod 对象的信息，并将信息存入 etcd，然后返回确认信息至客户端
• apiServer 开始反映 etcd 中的 pod 对象的变化，其它组件使用 watch 机制来跟踪检查 apiServer 上的变动
• scheduler 发现有新的 pod 对象要创建，开始为 Pod 分配主机并将结果信息更新至 apiServer
• node 节点上的 kubelet 发现有 pod 调度过来，尝试调用 docker 启动容器，并将结果回送至 apiServer
• apiServer 将接收到的 pod 状态信息存入 etcd 中
  

2. pod 的终止过程

• 用户向 apiServer 发送删除 pod 对象的命令
• apiServcer 中的 pod 对象信息会随着时间的推移而更新，在宽限期内（默认30s），pod 被视为 dead
• 将 pod 标记为 terminating 状态
• kubelet 在监控到 pod 对象转为 terminating 状态的同时启动 pod 关闭过程
• 端点控制器监控到 pod 对象的关闭行为时将其从所有匹配到此端点的 service 资源的端点列表中移除
• 如果当前 pod 对象定义了 preStop 钩子处理器，则在其标记为 terminating 后即会以同步的方式启动执行
• pod 对象中的容器进程收到停止信号
• 宽限期结束后，若 pod 中还存在仍在运行的进程，那么 pod 对象会收到立即终止的信号
• kubelet 请求 apiServer 将此 pod 资源的宽限期设置为 0 从而完成删除操作，此时 pod 对于用户已不可见

初始化容器

1. 初始化容器是在 pod 的主容器启动之前要运行的容器，主要是做一些主容器的前置工作，它具有两大特征

• 初始化容器必须运行完成直至结束，若某初始化容器运行失败，那么 kubernetes 需要重启它直到成功完成
• 初始化容器必须按照定义的顺序执行，当且仅当前一个成功之后，后面的一个才能运行

2. 初始化容器有很多的应用场景，下面列出的是最常见的几个

• 提供主容器镜像中不具备的工具程序或自定义代码
• 初始化容器要先于应用容器串行启动并运行完成，因此可用于延后应用容器的启动直至其依赖的条件得到满足

3. 测试案例，创建 pod-initcontainer.yaml

• 假设要以主容器来运行 nginx，但是要求在运行 nginx 之前先要能够连接上 mysql 和 redis 所在服务器

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-initcontainernamespace: dev
spec:containers:- name: main-containerimage: nginx:1.17.1ports: - name: nginx-portcontainerPort: 80initContainers:- name: test-mysqlimage: busybox:1.30command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.124.87 -c 1 ; do echo waiting for mysql...; sleep 2; done;']- name: test-redisimage: busybox:1.30command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.124.88 -c 1 ; do echo waiting for reids...; sleep 2; done;']

# 创建pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-initcontainer.yaml
pod/pod-initcontainer created# 查看pod状态
# 发现pod卡在启动第一个初始化容器过程中，后面的容器不会运行
root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod  pod-initcontainer -n dev
........
Events:Type    Reason     Age   From               Message----    ------     ----  ----               -------Normal  Scheduled  49s   default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-initcontainer to node1Normal  Pulled     48s   kubelet, node1     Container image "busybox:1.30" already present on machineNormal  Created    48s   kubelet, node1     Created container test-mysqlNormal  Started    48s   kubelet, node1     Started container test-mysql# 动态查看pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods pod-initcontainer -n dev -w
NAME                             READY   STATUS     RESTARTS   AGE
pod-initcontainer                0/1     Init:0/2   0          15s
pod-initcontainer                0/1     Init:1/2   0          52s
pod-initcontainer                0/1     Init:1/2   0          53s
pod-initcontainer                0/1     PodInitializing   0          89s
pod-initcontainer                1/1     Running           0          90s# 接下来新开一个shell，为当前服务器新增两个ip，观察pod的变化
[root@k8s-master01 ~]# ifconfig ens33:1 192.168.90.14 netmask 255.255.255.0 up
[root@k8s-master01 ~]# ifconfig ens33:2 192.168.90.15 netmask 255.255.255.0 up

钩子函数

1. 钩子函数能够感知自身生命周期中的事件，并在相应的时刻到来时运行用户指定的程序代码
2. kubernetes 在主容器的启动之后和停止之前提供了两个钩子函数

• post start：容器创建之后执行，如果失败了会重启容器
• pre stop：容器终止之前执行，执行完成之后容器将成功终止，在其完成之前会阻塞删除容器的操作

3. 钩子处理器支持使用下面三种方式定义动作

• Exec：在容器内执行一次命令

……lifecycle:postStart: exec:command:- cat- /tmp/healthy
……

• TCPSocket：在当前容器尝试访问指定的 socket

……      lifecycle:postStart:tcpSocket:port: 8080
……

• HTTPGet：在当前容器中向某 url 发起 http 请求

……lifecycle:postStart:httpGet:path: / #URI地址port: 80 #端口号host: 192.168.5.3 #主机地址scheme: HTTP #支持的协议，http或者https
……

4. 以 exec 方式为例，演示下钩子函数的使用，创建 pod-hook-exec.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-hook-execnamespace: dev
spec:containers:- name: main-containerimage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80lifecycle:postStart: exec: # 在容器启动的时候执行一个命令，修改掉nginx的默认首页内容command: ["/bin/sh", "-c", "echo postStart... > /usr/share/nginx/html/index.html"]preStop:exec: # 在容器停止之前停止nginx服务command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]

# 创建pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-hook-exec.yaml
pod/pod-hook-exec created# 查看pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods  pod-hook-exec -n dev -o wide
NAME           READY   STATUS     RESTARTS   AGE    IP            NODE    
pod-hook-exec  1/1     Running    0          29s    10.244.2.48   node2   # 访问pod
[root@k8s-master01 ~]# curl 10.244.2.48
postStart...

容器探测

1. 容器探测用于检测容器中的应用实例是否正常工作，是保障业务可用性的一种传统机制。如果经过探测，实例的状态不符合预期，那么kubernetes就会把该问题实例" 摘除 "，不承担业务流量。kubernetes 提供了两种探针来实现容器探测，分别是：

• liveness probes：存活性探针，用于检测应用实例当前是否处于正常运行状态，如果不是， k8s 会重启容器
• readiness probes：就绪性探针，用于检测应用实例当前是否可以接收请求，如果不能，k8s 不会转发流量
• 总结：livenessProbe 决定是否重启容器，readinessProbe 决定是否将请求转发给容器

2. 上面两种探针目前均支持三种探测方式

• Exec：在容器内执行一次命令，如果命令执行的退出码为 0，则认为程序正常，否则不正常

……lifecycle:postStart: exec:command:- cat- /tmp/healthy
……

• TCPSocket：将会尝试访问一个用户容器的端口，如果能够建立这条连接，则认为程序正常，否则不正常

……      lifecycle:postStart:tcpSocket:port: 8080
……

• HTTPGet：调用容器内 Web 应用的 URL，如果返回的状态码在 200 和 399 之间，则认为程序正常，否则不正常

……lifecycle:postStart:httpGet:path: / #URI地址port: 80 #端口号host: 192.168.5.3 #主机地址scheme: HTTP #支持的协议，http或者https
……

3. 测试 Exec 探测

• 创建 pod-liveness-exec.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-execnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports: - name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:exec:command: ["/bin/cat","/tmp/hello.txt"] # 执行一个查看文件的命令

• 创建 pod，观察效果

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-liveness-exec.yaml
pod/pod-liveness-exec created# 查看Pod详情
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pods pod-liveness-exec -n dev
......Normal   Created    20s (x2 over 50s)  kubelet, node1     Created container nginxNormal   Started    20s (x2 over 50s)  kubelet, node1     Started container nginxNormal   Killing    20s                kubelet, node1     Container nginx failed liveness probe, will be restartedWarning  Unhealthy  0s (x5 over 40s)   kubelet, node1     Liveness probe failed: cat: can't open '/tmp/hello11.txt': No such file or directory# 观察上面的信息就会发现nginx容器启动之后就进行了健康检查
# 检查失败之后，容器被kill掉，然后尝试进行重启（这是重启策略的作用，后面讲解）
# 稍等一会之后，再观察pod信息，就可以看到RESTARTS不再是0，而是一直增长
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods pod-liveness-exec -n dev
NAME                READY   STATUS             RESTARTS   AGE
pod-liveness-exec   0/1     CrashLoopBackOff   2          3m19s# 当然接下来，可以修改成一个存在的文件，比如/tmp/hello.txt，再试，结果就正常了......

4. 测试 TCPSocket 探测

• 创建 pod-liveness-tcpsocket.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-tcpsocketnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports: - name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:tcpSocket:port: 8080 # 尝试访问8080端口

• 创建 pod，观察效果

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-liveness-tcpsocket.yaml
pod/pod-liveness-tcpsocket created# 查看Pod详情
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pods pod-liveness-tcpsocket -n dev
......Normal   Scheduled  31s                            default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-liveness-tcpsocket to node2Normal   Pulled     <invalid>                      kubelet, node2     Container image "nginx:1.17.1" already present on machineNormal   Created    <invalid>                      kubelet, node2     Created container nginxNormal   Started    <invalid>                      kubelet, node2     Started container nginxWarning  Unhealthy  <invalid> (x2 over <invalid>)  kubelet, node2     Liveness probe failed: dial tcp 10.244.2.44:8080: connect: connection refused# 观察上面的信息，发现尝试访问8080端口,但是失败了
# 稍等一会之后，再观察pod信息，就可以看到RESTARTS不再是0，而是一直增长
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods pod-liveness-tcpsocket  -n dev
NAME                     READY   STATUS             RESTARTS   AGE
pod-liveness-tcpsocket   0/1     CrashLoopBackOff   2          3m19s# 当然接下来，可以修改成一个可以访问的端口，比如80，再试，结果就正常了......

5. 测试 HTTPGet 探测

• 创建 pod-liveness-httpget.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-httpgetnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:httpGet:  # 其实就是访问http://127.0.0.1:80/hello  scheme: HTTP #支持的协议，http或者httpsport: 80 #端口号path: /hello #URI地址

• 创建 pod，观察效果

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-liveness-httpget.yaml
pod/pod-liveness-httpget created# 查看Pod详情
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod pod-liveness-httpget -n dev
.......Normal   Pulled     6s (x3 over 64s)  kubelet, node1     Container image "nginx:1.17.1" already present on machineNormal   Created    6s (x3 over 64s)  kubelet, node1     Created container nginxNormal   Started    6s (x3 over 63s)  kubelet, node1     Started container nginxWarning  Unhealthy  6s (x6 over 56s)  kubelet, node1     Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404Normal   Killing    6s (x2 over 36s)  kubelet, node1     Container nginx failed liveness probe, will be restarted# 观察上面信息，尝试访问路径，但是未找到,出现404错误
# 稍等一会之后，再观察pod信息，就可以看到RESTARTS不再是0，而是一直增长
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod pod-liveness-httpget -n dev
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-liveness-httpget   1/1     Running   5          3m17s# 当然接下来，可以修改成一个可以访问的路径path，比如/，再试，结果就正常了......

• 至此，已经使用 liveness Probe 演示了三种探测方式，但是查看 livenessProbe 的子属性，会发现除了这三种方式，还有一些其他的配置，在这里一并解释下：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe
FIELDS:exec <Object>  tcpSocket    <Object>httpGet      <Object>initialDelaySeconds  <integer>  # 容器启动后等待多少秒执行第一次探测timeoutSeconds       <integer>  # 探测超时时间。默认1秒，最小1秒periodSeconds        <integer>  # 执行探测的频率。默认是10秒，最小1秒failureThreshold     <integer>  # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1successThreshold     <integer>  # 连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1

• 可以增加配置 2 个进行测试

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-httpgetnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:httpGet:scheme: HTTPport: 80 path: /initialDelaySeconds: 30 # 容器启动后30s开始探测timeoutSeconds: 5 # 探测超时时间为5s

重启策略

1. 一旦容器探测出现了问题，kubernetes 就会对容器所在的 Pod 进行重启，其实这是由 pod 的重启策略决定的，pod 的重启策略有 3 种：

• Always：容器失效时，自动重启该容器，这也是默认值
• OnFailure： 容器终止运行且退出码不为 0 时重启
• Never： 不论状态为何，都不重启该容器

2. 重启策略适用于 pod 对象中的所有容器，首次需要重启的容器，将在其需要时立即进行重启，随后再次需要重启的操作将由 kubelet 延迟一段时间后进行，且反复的重启操作的延迟时长以此为 10s、20s、40s、80s、160s 和 300s，300s 是最大延迟时长
3. 创建 pod-restartpolicy.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-restartpolicynamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:httpGet:scheme: HTTPport: 80path: /hellorestartPolicy: Never # 设置重启策略为 Never

• 运行 Pod 测试

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-restartpolicy.yaml
pod/pod-restartpolicy created# 查看Pod详情，发现nginx容器失败
[root@k8s-master01 ~]# kubectl  describe pods pod-restartpolicy  -n dev
......Warning  Unhealthy  15s (x3 over 35s)  kubelet, node1     Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404Normal   Killing    15s                kubelet, node1     Container nginx failed liveness probe# 多等一会，再观察pod的重启次数，发现一直是0，并未重启。会发现状态是 Completed
[root@k8s-master01 ~]# kubectl  get pods pod-restartpolicy -n dev
NAME                READY   STATUS      RESTARTS   AGE
pod-restartpolicy   0/1     Completed   0          35s

Pod 调度

1. 在默认情况下，一个 Pod 在哪个 Node 节点上运行，是由 Scheduler 组件采用相应的算法计算出来的，这个过程是不受人工控制的。但是在实际使用中，这并不满足的需求，因为很多情况下，我们想控制某些 Pod 到达某些节点上。因此 kubernetes 提供了四大类调度方式：

• 自动调度：运行在哪个节点上完全由 Scheduler 经过一系列的算法计算得出
• 定向调度：NodeName、NodeSelector
• 亲和性调度：NodeAffinity、PodAffinity、PodAntiAffinity
• 污点（容忍）调度：Taints、Toleration