【云原生】Kubernetes（k8s）之Pod概念和使用_kubernetes pod 用哪个

一、Pod简介

Pod是可以在Kubernetes中创建和管理的最小可部署单元。Pod是一组（一个或多个）容器的打包，这一组容器共享存储、网络；pod中的容器地位均等且一同调度，在共享的上下文中运行。这些容器在业务上是紧密耦合在一起的。
Pod就像一台“逻辑主机”为这一组紧密相关的容器提供运行上下文。Pod除了正常运行的业务容器外还可以在启动期间运行Init容器。也可以在集群支持临时容器的情况下，以调试为目的注入临时容器。

1.1、Pod的阶段（状态）

通过kubectl get pod -o yaml 查看pod的信息，其中status.phase字段表示该pod的阶段。 通过kubectl describe pod 查看pod详情，其中State字段表示该pod的状态（阶段）。

kubectl get pod -o yaml
1

kubectl describe pod 
1

1.2、容器状态

二、Pod的定义

myhello-pod.yaml配置文件配置：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myhello-pod
  namespace: default
  labels:
    name: myhello-pod
    env: dev
spec:
  restartPolicy: Always
  containers:
  - name: myhello
    image: nongtengfei/hello:1.0.0
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 80
    command: ["./app"]
    args: ["--param1=k8s-p1", "--param2=k8s-p2"]
    resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    env: # 注入到容器的环境变量
    - name: env1
      value: "k8s-env1"
    - name: env2
      value: "k8s-env2"
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关键词的解释如下：

2.1、restartPolicy

容器重启策略，可选值为：Always、Never、OnFailure，默认值为 Always。restartPolicy 适用于 Pod中的所有容器。当pod中的容器退出时，kubelet 会按指数回退 方式计算重启的延迟（10s、20s、40s、…），其最长延迟为 5 分钟。 一旦某容器执行了 10 分钟并且没有出现问题，kubelet 对该容器的重启回退计时器执行重置操作。

2.2、imagePullPolicy

镜像拉取策略，可选值为：Always、Never、IfNotPresent，默认为：Always。

• Always: 表示每次都尝试重新拉取镜像。
• Never:表示从不拉取镜像，仅使用本地镜像。
• IfNotPresent:表示如果本地有该镜像，这使用该镜像；如果本地没有该镜像这拉取镜像。

2.3、command

指定容器启动命令，若未指定该值则默认为镜像中指定的启动命令。

2.4、args

容器启动命令参数，若未指定则该值默认为容器镜像中指定的启动参数。

2.5、resources

容器使用资源设置。

• requests：表示为容器分配最低资源配额
• limits：表示容器可使用的最高资源配额，一旦容器资源的使用超出了该配置，那么容器将会被杀死。
• CPU资源单位：Kubernetes将1CPU以1000m来表示，CPU的最小资源单位为m，1m表示千分之一CPU。通常一个容器使用的CPU配额为100m~ 300m。
• 内存资源单位：例如：Ei、Pi、Ti、Gi、Mi、Ki，与通常使用的空间单位一致。

三、Pod的使用

3.1、创建并访问Pod

（1）创建pod。

kubectl create -f myhello-pod.yaml
1

（2）访问pod中的容器。

# 通过端口转发来查看该pod是否可以正常提供服务
kubectl port-forward pod/myhello-pod 5000:80
# 通过curl访问，该pod，查看其环境变量、启动参数等信息是否生效
curl http://localhost:5000/print/env
curl http://localhost:5000/print/startup
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3.2、多个应用容器

（1）定义。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myhello-pod
  namespace: default
  labels:
    name: myhello-pod
    env: dev
spec:
  restartPolicy: Always
  containers:
  - name: myhello
    image: nongtengfei/hello:1.0.0
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 80
    command: ["./app"]
    args: ["--param1=k8s-p1", "--param2=k8s-p2"]
    resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    env: # 注入到容器的环境变量
    - name: env1
      value: "k8s-env1"
    - name: env2
      value: "k8s-env2"
  - name: myredis #容器的名称
    image: redis #容器对应的 Docker Image
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 6379
    resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
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# 根据文件删除资源
kubectl delete -f myhello-pod.yaml
# 根据文件应用资源
kubectl apply -f myhello-pod.yaml
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（2）访问pod中的容器。

# 通过端口转发来查看该pod是否可以正常提供服务
kubectl port-forward pod/myhello-pod 5001:80 5002:6379 --address 192.168.0.142 --address localhost
# 访问myhello容器
curl http://localhost:5001/ping
# 访问redis，通过新创建一个其他redis，然后通过其他redis的客户端访问上面redis-server
kubectl run myredis --image=redis
# 进入redis交互
kubectl exec -it pod/myredis -- /bin/bash
# 以转发的地址和端口访问
redis-cli -h 192.168.0.142 -p 5002
# 以pod ip 访问
redis-cli -h <podIP> -p 6379

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3.3、Init容器

3.3.1、Init容器与普通容器的区别

Init 容器是一种特殊容器，在 Pod 内的应用容器启动之前运行。Init 容器可以包括一些应用镜像中不存在的实用工具和安装脚本。
每个 Pod 中可以包含多个容器， 应用运行在这些容器里面，同时 Pod 也可以有一个或多个先于应用容器启动的 Init 容器。
如果 Pod 的 Init 容器失败，kubelet 会不断地重启该 Init 容器直到该容器成功为止。 然而，如果 Pod对应的 restartPolicy 值为 “Never”，并且 Pod 的 Init 容器失败， 则 Kubernetes 会将整个 Pod 状态设置为失败。

Init 容器与普通容器的区别：

1. 它们总是运行到完成，即init容器提供的不是通过守护进程提供服务，而是通过启动容器来执行处理任务，当任务处理完成容器即完成。
2. 每个都必须在下一个启动之前成功完成，多个init容器按定义的顺序一次执行。
3. 只有当所有init容器完成时，Kubernetes才会为Pod初始化应用容器。

3.3.2、Init容器的使用

init 容器的特殊性，依次执行、容器必须来到完成状态、init容器完成后才会启动应用容器。
（1）定义。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myhello-pod
  namespace: default
  labels:
    name: myhello-pod
    env: dev
spec:
  restartPolicy: Always
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox
# 查找命名空间下myservice服务，如果存在则执行成功，如果不存在则一直查找
    command: ['sh', '-c', "until nslookup myservice.$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/namespace).svc.cluster.local; do echo waiting for myservice; sleep 2; done"]
  - name: init-mydb
    image: busybox
# 查找命名空间下mydb服务，如果存在则执行成功，如果不存在则一直查找
    command: ['sh', '-c', "until nslookup mydb.$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/namespace).svc.cluster.local; do echo waiting for mydb; sleep 2; done"]
  containers:
  - name: myhello
    image: nongtengfei/hello:1.0.0
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 80
    command: ["./app"]
    args: ["--param1=k8s-p1", "--param2=k8s-p2"]
    resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    env: # 注入到容器的环境变量
    - name: env1
      value: "k8s-env1"
    - name: env2
      value: "k8s-env2"
  - name: myredis #容器的名称
    image: redis #容器对应的 Docker Image
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 6379
    resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
     requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
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（2）创建容器。

# 删除原有pod
kubectl delete -f myhello-pod.yaml
# 重新应用
kubectl apply -f myhello-pod.yaml
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（3）获取pod，可以看到pod一直处于init阶段。

# 获取pod
kubectl get -f myhello-pod.yaml
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（4）查看pod详情。

kubectl describe -f myhello-pod.yaml
1

输出详细信息，pod状态为Pending，容器状态：仅init-myservice 为running，其他容器均为：Waiting。
（5）查看容器日志。

kubectl logs -f myhello-pod -c init-myservice

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（6） 创建myservice服务。
内容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
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kubectl create -f myservice.yaml
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（7）查看pod状态，容器日志。

kubectl get -f myhello-pod.yaml
kubectl describe -f myhello-pod.yaml
kubectl logs -f myhello-pod -c init-mydb
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（8）创建mydb服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
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kubectl create -f mydb.yaml
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（9）查看pod状态，容器日志。

kubectl get -f myhello-pod.yaml
kubectl describe -f myhello-pod.yaml
kubectl logs -f myhello-pod -c init-mydb
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以上示例可以看出：

1. init容器按定义顺序依次执行。
2. init容器的启动命令必须为有执行结果的命令，否则init容器将无法来到完成状态。
3. init容器全部完成之后才会初始化应用程序容器（普通容器）。

3.4、容器的生命周期处理函数

Kubernetes 支持 postStart 和 preStop 事件。 当一个容器启动后，Kubernetes 将立即发送 postStart事件；在容器被终结之前， Kubernetes 将发送一个 preStop 事件。容器可以为每个事件指定一个处理程序。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myhello-pod
  namespace: default
  labels:
    name: myhello-pod
    env: dev
spec:
  restartPolicy: Always
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox
    # 查找命名空间下myservice服务，如果存在则执行成功，如果不存在则一直查找
    command: ['sh', '-c', "until nslookup myservice.$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/namespace).svc.cluster.local; do echo waiting for myservice; sleep 2; done"]
  - name: init-mydb
    image: busybox
    # 查找命名空间下mydb服务，如果存在则执行成功，如果不存在则一直查找
    command: ['sh', '-c', "until nslookup mydb.$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/namespace).svc.cluster.local; do echo waiting for mydb; sleep 2; done"]
  containers:
  - name: myhello
    image: nongtengfei/hello:1.0.0
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 80
    command: ["./app"]
    args: ["--param1=k8s-p1", "--param2=k8s-p2"]
    resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    env: # 注入到容器的环境变量
    - name: env1
      value: "k8s-env1"
    - name: env2
      value: "k8s-env2"
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c","echo post start command exec >> /tmp/data"]
     preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c","echo pre stop command exec >> /tmp/data"]
  - name: myredis #容器的名称
    image: redis #容器对应的 Docker Image
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 6379
    - resources:
      limits:
        cpu: 200m
        memory: 500Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi

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kubectl delete -f myhello-pod.yaml
kubectl apply -f myhello-pod.yaml
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# 使用shell 连接到pod中的容器
kubectl exec -it pod/myhello-pod -c myhello -- sh
# 查看postStart处理函数写入的文本
cat /tmp/data

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