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1.1 Pod 的定义和概念 在Kubernetes中#xff0c;Pod是创建或部署的最小/最简单的基本单位。一个Pod代表着集群上正在运行的一个进程#xff0c;它封装了一个或多个应用容器#xff0c;并且提供了一些共享资源#xff0c;如网络和存储#xff0c;每个Pod…一、Pod 是什么
1.1 Pod 的定义和概念 在Kubernetes中Pod是创建或部署的最小/最简单的基本单位。一个Pod代表着集群上正在运行的一个进程它封装了一个或多个应用容器并且提供了一些共享资源如网络和存储每个Pod都被分配一个独立的IP地址并且Pod中的每个容器共享网络命名空间包括IP地址和网络端口。此外Pod可以指定一组共享存储卷以便Pod中的所有容器都可以访问共享卷并共享数据。 以下是一个最简单的pod资源文件它定义了一个名称为nginx的podpod中包括一个名称为nginx的容器容器镜像使用nginx:1.14.2端口为80。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.14.2ports:- containerPort: 80
1.2 Pod 的特点和作用 资源共享与隔离Pod作为Kubernetes调度的最小单位它可以包含一个或多个容器并共享相同的网络和存储资源。Pod中的容器可以共享文件系统、环境变量和进程空间它们之间可以通过本地主机的localhost进行通信。这种资源的共享和管理使得应用程序的部署更加高效和灵活。 应用程序的部署和管理Pod提供了一种逻辑上的封装使得应用程序的部署和管理更加简单和可控。通过定义Pod的规范我们可以指定应用程序所需的资源、环境变量、存储卷等信息。Kubernetes会根据这些规范来创建、销毁、伸缩和调度Pod而不会影响到其他Pod。这种灵活的部署和管理方式可以提高应用程序的可靠性和可用性。 弹性伸缩和负载均衡Pod可以根据应用程序的负载情况进行伸缩以满足不同的需求。通过水平伸缩Pod我们可以根据负载的增减自动调整应用程序的实例数量。同时Pod可以与Service结合使用通过Service提供稳定的网络访问地址实现负载均衡和流量管理。 应用程序的可移植性Pod提供了一种抽象层隐藏了底层基础设施的细节。这意味着我们可以在不同的环境中运行应用程序而无需修改代码。无论是在本地开发环境、测试环境还是生产环境我们都可以使用相同的Pod规范来部署和管理应用程序。这种可移植性使得应用程序的开发、测试和部署更加简单和可靠。 资源管理和调度Pod可以指定应用程序所需的资源例如CPU、内存等。Kubernetes可以根据这些资源需求进行调度将Pod分配到合适的主机上。通过资源管理和调度我们可以充分利用集群中的资源提高资源的利用率和效率。
二、Pod 的生命周期管理
2.1 Pod 的创建过程 1. 定义Pod规格首先用户或管理员需要定义Pod的规格包括容器镜像、资源需求、环境变量、存储卷等。这通常通过编写Pod的配置文件如YAML文件或使用Kubernetes API进行定义。 2. 提交Pod配置将Pod的配置文件或通过API提交给Kubernetes控制平面。这可以使用kubectl命令行工具或其他Kubernetes客户端进行操作。 3. 控制器接收到创建请求Kubernetes控制器如Deployment、ReplicaSet等接收到创建Pod的请求并将其传达给Kubernetes的调度器。 4. 调度器选择节点调度器根据Pod的调度策略、资源需求、亲和性规则等选择一个合适的节点来运行Pod。调度器会考虑节点的资源可用性、标签匹配等因素。 5. 节点上创建Pod一旦调度器选择了节点Kubernetes会与该节点上的kubelet代理进行通信请求在该节点上创建Pod。kubelet会根据Pod的规格拉取容器镜像并创建容器。 6. 容器启动kubelet在节点上启动Pod中的容器。它会为每个容器设置网络命名空间、IP地址、存储卷等资源并启动容器进程。 7. 容器状态检查Kubernetes会定期检查容器的状态确保容器正常运行。如果容器出现故障或不响应Kubernetes会自动重启或替换容器。 8. Pod状态更新一旦Pod中的所有容器都成功启动Kubernetes会将Pod的状态更新为“运行中”。此时Pod将可以接收流量和请求。 2.2 Pod 的终止过程 1. 用户请求终止当用户主动发出终止Pod的请求时例如使用kubectl命令删除PodKubernetes控制器会接收到该请求。 2. 控制器检测到终止请求Kubernetes控制器如Deployment、ReplicaSet等会检测到终止请求并将其传达给Kubernetes的调度器。 3. 调度器标记Pod为终止状态调度器会将Pod标记为终止状态并停止将新的请求调度到该Pod上。 4. 终止信号发送给Pod中的容器Kubernetes会向Pod中的每个容器发送终止信号通常是通过发送SIGTERM信号。 5. 容器执行终止操作容器接收到终止信号后可以执行一些清理操作例如保存状态、关闭连接、释放资源等。容器应该在一定时间内完成清理操作。 6. 超时等待如果容器在一定时间内无法正常终止例如容器无法响应终止信号Kubernetes会发送SIGKILL信号来强制终止容器。 7. Pod被删除一旦所有容器都成功终止Pod将被删除。此时Pod将不再存在于集群中并且相关的资源将被释放。
三、Pod 的重启策略 Pods的重启策略用restartPolicy参数表示有以下三种策略 Always当容器失效时总是由kubelet自动重启容器。 Never当容器终止运行且退出码不为0的时候有kubelet自动重启该容器。 OnFailure无论容器运行关闭状态如何kubelet都不会重启该容器。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: demo-podnamespace: defaultlabels:app: myapp
spec:restartPolicy: Alwayscontainers:- name: tomcat-pod-javaports:- containerPort: 8080image: tomcatimagePullPolicy: IfNotPresent
四、Pod 的资源配置 在Kubernetes中可以使用requests和limits两种类型参数对资源进行预分配和使用限制。 requests是容器启动时所需要的最小资源如果无法满足这些资源请求则容器无法启动。 limits是容器运行时可以使用的最大资源如果超过这个限制则容器会被强制停止。
resources: #资源管理requests: cpu: 0.5 memory: 1Gi limits: cpu: 1 memory: 2Gi 对于CPU资源其表示方法有两种浮点数或者是整数m1000m代表1个CPU500m代表0.5个CPU。对于内存资源其表示方法以Mi/Gi为单位100Mi代表100MB内存1Gi为1G内存。如上面的示例就是配置一个最小为0.5C/1G最大为1C/2G的pod。
五、Pod 的健康检查
5.1 Pod 存活检查LivenessProbe LivenessProbe存活探针是Kubernetes中用于检查Pod中的容器是否正常运行的一种机制。其主要作用是确保容器在出现问题时能够自动重启以保证Pod的可用性。如果检测失败则认为容器不健康此时Kubernetes将根据Pod中设置的重启策略restartPolicy来判断是否重启容器。如果容器中没有配置LivenessProbe则默认认为容器的健康检查一直成功。 在Kubernetes中Pod的LivenessProbe存活探针主要有三种类型 HTTP探针通过向容器内特定的HTTP端点发送HTTP请求来检查容器的健康状态。如果HTTP响应的状态码在200-400之间则认为容器健康否则认为容器不健康。
livenessProbe:httpGet:path: /healthzport: 8080httpHeaders:- name: Custom-Headervalue: AwesomeinitialDelaySeconds: 3periodSeconds: 3 TCP探针通过尝试与容器内特定端口建立TCP连接来检查容器的健康状态。如果TCP连接建立成功则认为容器健康否则认为容器不健康。
livenessProbe:tcpSocket:port: 8080initialDelaySeconds: 15periodSeconds: 20 Exec探针通过在容器内执行特定的命令来检查容器的健康状态。如果命令执行成功返回值为0则认为容器健康否则认为容器不健康。
livenessProbe:exec:command:- cat- /tmp/healthyinitialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5 这三种探针可以单独使用也可以结合使用以满足不同的健康检查需求。
5.2 Pod 就绪检查ReadinessProbe ReadinessProbe是用于检测应用实例是否准备好接收请求的机制。 当Pod启动后ReadinessProbe会定期检查Pod中的应用实例是否已经准备好接收请求。如果应用实例没有准备好那么Pod将被标记为未准备好此时Kubernetes不会将流量转发到该Pod。只有当ReadinessProbe检测到应用实例已经准备好接收请求时Kubernetes才会将流量转发到该Pod。 ReadinessProbe的配置方式与LivenessProbe类似可以通过HTTP、TCP或Exec等方式进行检查。唯一区别就是要使用 readinessProbe 字段而不是 livenessProbe 字段不同的配置方式适用于不同的应用场景可以根据具体需求进行选择。
