学习笔记-剖析k8s之Pod的概念-3月day14_k8s宿主机和pod什么关系

前言

Pod，是Kubernetes项目中最小的API对象，更准确地说，是Kubernetes项目的原子调度单位。Kubernetes项目的调度器，是统一按照Pod而非容器的资源需求进行计算的。

本质上看，容器就是进程，与之对应，Kubernetes可以认为是一种调度容器的“操作系统”。

Kubernetes项目所做的，其实就是将“进程组”的概念映射到了容器技术中，并使其成为了这个云计算“操作系统”里的“一等公民”。

“超亲密关系”容器的典型特征包括但不限于：互相之间会发生直接的文件交换、使用localhost或者Socket文件进行本地通信、会发生非常频繁的远程调用、需要共享某些Linux Namespace（比如，一个容器要加入另一个容器的Network Namespace）等等。Kubernetes会将具有“超亲密关系”的容器组合成一个Pod，统一调度。

Pod实现原理

Pod最重要的一个事实是：它只是一个逻辑概念。Kubernetes真正处理的，还是宿主机操作系统上Linux容器的Namespace和Cgroups，而并不存在一个所谓的Pod的边界或者隔离环境。Pod，其实是一组共享了某些资源的容器。Pod里的所有容器，共享的是同一个Network Namespace，并且可以声明共享同一个Volume。

Kubernetes项目里，Pod的实现需要使用一个中间容器，这个容器叫作Infra容器。在这个Pod中，Infra容器永远都是第一个被创建的容器，而其他用户定义的容器，则通过Join Network Namespace的方式，与Infra容器关联在一起。

在Kubernetes项目里，Infra容器一定要占用极少的资源，所以它使用的是一个非常特殊的镜像，叫作：k8s.gcr.io/pause。这个镜像是一个用汇编语言编写的、永远处于“暂停”状态的容器，解压后的大小也只有100~200 KB左右。
而在Infra容器“Hold住”Network Namespace后，用户容器就可以加入到Infra容器的Network Namespace当中了。所以，如果你查看这些容器在宿主机上的Namespace文件，它们指向的值一定是完全一样的。
对于Pod里的容器A和容器B来说：

• 它们可以直接使用localhost进行通信；
• 它们看到的网络设备跟Infra容器看到的完全一样；
• 一个Pod只有一个IP地址，也就是这个Pod的Network Namespace对应的IP地址；
• 当然，其他的所有网络资源，都是一个Pod一份，并且被该Pod中的所有容器共享；
• Pod的生命周期只跟Infra容器一致，而与容器A和B无关。

而对于同一个Pod里面的所有用户容器来说，它们的进出流量，也可以认为都是通过Infra容器完成的。这一点很重要，因为将来如果你要为Kubernetes开发一个网络插件时，应该重点考虑的是如何配置这个Pod的Network Namespace，而不是每一个用户容器如何使用你的网络配置，这是没有意义的。

这就意味着，如果你的网络插件需要在容器里安装某些包或者配置才能完成的话，是不可取的：Infra容器镜像的rootfs里几乎什么都没有，没有你随意发挥的空间。当然，这同时也意味着你的网络插件完全不必关心用户容器的启动与否，而只需要关注如何配置Pod，也就是Infra容器的Network Namespace即可。

对于共享Volume：Kubernetes项目只要把所有Volume的定义都设计在Pod层级即可。
这样，一个Volume对应的宿主机目录对于Pod来说就只有一个，Pod里的容器只要声明挂载这个Volume，就一定可以共享这个Volume对应的宿主机目录。

容器设计模式

Pod这种“超亲密关系”容器的设计思想，实际上就是希望，当用户想在一个容器里跑多个功能并不相关的应用时，应该优先考虑它们是不是更应该被描述成一个Pod里的多个容器。

边车sidecar，是容器设计模式里最常用的一种模式，就是我们可以在一个Pod中，启动一个辅助容器，来完成一些独立于主进程（主容器）之外的工作。

小结

Pod，实际上是在扮演传统基础设施里“虚拟机”的角色；而容器，则是这个虚拟机里运行的用户程序。当你需要把一个运行在虚拟机里的应用迁移到Docker容器中时，一定要仔细分析到底有哪些进程（组件）运行在这个虚拟机里。你可以把整个虚拟机想象成为一个Pod，把这些进程分别做成容器镜像，把有顺序关系的容器，定义为Init Container。这才是更加合理的、松耦合的容器编排诀窍，也是从传统应用架构，到“微服务架构”最自然的过渡方式

附

此文章为3月Day13学习笔记，内容来源于极客时间《深入剖析Kubernetes》