Kubenets集群核心概念-Pod介绍和实战

一、Pod介绍

参考链接: Pod | Kubernetes

1.1 Pod的定义

• Pod(豌豆荚) 是Kubernetes集群管理（创建、部署）与调度的最小计算单元，表示处于运行状态的一组容器。

• Pod不是进程，而是容器运行的环境。

• 一个Pod可以封装一个容器或多个容器(主容器或sidecar边车容器)

• 一个pod内的多个容器之间共享部分命名空间，例如：Net Namespace,UTS Namespace,IPC Namespace及存储资源

• 用户pod默认会被调度运行在node节点之上(不运行在master节点上，但也有例外情况)

• pod内的IP不是固定的，集群外不能直接访问pod

1.2 Pod的分类

• 静态Pod 也称之为“无控制器管理的自主式pod”，直接由特定节点上的 kubelet 守护进程管理， 不需要API 服务器看到它们，尽管大多数 Pod 都是通过控制面（例如，Deployment） 来管理的，对于静态 Pod 而言，kubelet 直接监控每个 Pod，并在其失效时重启之。

• 控制器管理的pod 控制器可以控制pod的副本数，扩容与裁剪，版本更新与回滚等

1.3 查看Pod的方法

pod是一种计算资源，可以通过kubectl get pod来查看

[root@worker01 ~]# kubectl get pods
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          40h
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d16h

# pod或pods都可以，不指定namespace,默认是名为default的namespace

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod -n kube-system

1.4 Pod的YAML资源清单格式

# yaml格式的pod定义文件完整内容：
apiVersion: v1       #必选，api版本号，例如v1
kind: Pod           #必选，Pod
metadata:           #必选，元数据
  name: string       #必选，Pod名称
  namespace: string    #Pod所属的命名空间,默认在default的namespace
  labels:              # 自定义标签
    name: string     #自定义标签名字
  annotations:        #自定义注释列表
    name: string
spec:         #必选，Pod中容器的详细定义(期望)
  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 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像，否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    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     #端口号名称
      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TCP
    env:       #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     #内存清求，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe:     #对Pod内个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，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可
      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、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 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: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged:false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] # Pod的重启策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启，OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该Pod
    nodeSelector: obeject  # 设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:    #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
    - name: string
    hostNetwork: 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: string
          path: string
      configMap:     #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string

 YAML格式查找帮助方法回顾

kubectl explain namespace

kubectl explain pod
kubectl explain pod.spec
kubectl explain pod.spec.containers

二、实战-Pod创建和验证 

2.1 使用命令创建

2.1.1 Pod的创建变动

• k8s之前版本中, kubectl run命令用于创建deployment控制器

• 在v1.18版本中, kubectl run命令改为创建pod

2.1.2  创建一个名为pod-nginx的Pod

[root@worker01 ~]# kubectl run pod-nginx --image=nginx:last
pod/pod-nginx created
[root@worker01 ~]# kubectl get pods
NAME                          READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running             1          40h
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running             2          2d16h
pod-nginx                     0/1     ContainerCreating   0          12s
 

 2.2 YAML创建Pod

2.2.1 准备YAML文件

vim pod1.yml

# polinux/stress这个镜像用于压力测试,在启动容器时传命令与参数就是相当于分配容器运行时需要的压力

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-stress
spec:
  containers:
    - name: c1
      image: polinux/stress
      command: ["stress"]
      args: ["--vm","1","--vm-bytes","150M","--vm-hang","1"]
 

2.2.2 创建

[root@worker01 test]# kubectl apply -f pod1.yml 
pod/pod-stress created 

2.2.3 查看Pod信息

 [root@master01 test]# kubectl get pods
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          40h
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d17h
pod-nginx                     1/1     Running   0          8m32s
pod-stress                    1/1     Running   0          3m8s

2.2.4 查看Pod详细信息

[root@master01 test]# kubectl get pods -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          40h     10.244.30.82   worker02   <none>           <none>
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d17h   10.244.5.8     worker01   <none>           <none>
pod-nginx                     1/1     Running   0          11m     10.244.30.85   worker02   <none>           <none>
pod-stress                    1/1     Running   0          5m52s   10.244.5.10    worker01   <none>           <none>
 

2.2.5 查看Pod描述信息

[root@master01 test]# kubectl describe pod  pod-stress

Name:         pod-stress
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         worker01/192.168.80.201
Start Time:   Sat, 06 Jan 2024 14:49:38 +0800
Labels:       <none>
Annotations:  cni.projectcalico.org/containerID: b1bd98d790cc5a5049f481c41e6a1bf70432027ae64ba7f6b81411132c830fd2
              cni.projectcalico.org/podIP: 10.244.5.10/32
              cni.projectcalico.org/podIPs: 10.244.5.10/32
Status:       Running
IP:           10.244.5.10
IPs:
  IP:  10.244.5.10
Containers:
  c1:
    Container ID:  docker://5ade06f1171e9de7b1eb7c7f6c58f6508b38adf1d989b7f48a149a1066324cdf
    Image:         polinux/stress
    Image ID:      docker-pullable://polinux/stress@sha256:b6144f84f9c15dac80deb48d3a646b55c7043ab1d83ea0a697c09097aaad21aa
    Port:          <none>
    Host Port:     <none>
    Command:
      stress
    Args:
      --vm
      1
      --vm-bytes
      150M
      --vm-hang
      1
    State:          Running
      Started:      Sat, 06 Jan 2024 14:49:46 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-4fnkk (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  kube-api-access-4fnkk:
    Type:                    Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
    TokenExpirationSeconds:  3607
    ConfigMapName:           kube-root-ca.crt
    ConfigMapOptional:       <nil>
    DownwardAPI:             true
QoS Class:                   BestEffort
Node-Selectors:              <none>
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
  Type    Reason     Age    From               Message
  ----    ------     ----   ----               -------
  Normal  Scheduled  6m26s  default-scheduler  Successfully assigned default/pod-stress to worker01
  Normal  Pulling    6m26s  kubelet            Pulling image "polinux/stress"
  Normal  Pulled     6m19s  kubelet            Successfully pulled image "polinux/stress" in 7.064047303s
  Normal  Created    6m19s  kubelet            Created container c1
  Normal  Started    6m19s  kubelet            Started container c1

 2.3 删除Pod

2.3.1 单个删除

[root@master01 test]# kubectl delete pod pod-stress
pod "pod-stress" deleted

或者

[root@master01 test]# kubectl delete -f pod1.yml 
 

 2.3.2 多个删除

方法1: 后接多个pod名

[root@master01 test]# kubectl delete pod pod pod1 pod2 
pod "pod" deleted
pod "pod1" deleted
pod "pod2" deleted

 方法2: 通过awk截取要删除的pod名称，然后管道给xargs

[root@master01 test]# kubectl get pods -n test|awk 'NR>1 {print $1}'|xargs kubectl delete pod -n test   
pod "pod1" deleted
pod "pod2" deleted
 

 方法3: 如果要删除的pod都在同一个非default的命名空间，则可直接删除命名空间

 kubectl delete ns xxxx

2.4 镜像拉取策略

由imagePullPolicy参数控制

• Always : 不管本地有没有镜像，都要从仓库中下载镜像

• Never : 从来不从仓库下载镜像, 只用本地镜像,本地没有就算了

• IfNotPresent: 如果本地存在就直接使用, 不存在才从仓库下载

默认的策略是：

• 当镜像标签版本是latest，默认策略就是Always

• 如果指定特定版本默认拉取策略就是IfNotPresent。

创建新的Pod

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod1.yml 
pod/pod-stress created

 使用 kubectl describe pod pod-stress 观察，pod创建过程

...

Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  53s   default-scheduler  Successfully assigned default/pod-stress to worker02
  Normal  Pulling    53s   kubelet            Pulling image "polinux/stress"  #拉取镜像
  Normal  Pulled     50s   kubelet            Successfully pulled image "polinux/stress" in 3.227821228s  #镜像拉取成功
  Normal  Created    49s   kubelet            Created container c1  #创建
  Normal  Started    49s   kubelet            Started container c1  #开始船舰
 

说明: 可以看到第二行信息还是pulling image下载镜像

2.4.1 创建新的YAML

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-stress
spec:
  containers:
    - name: c1
      image: polinux/stress
      command: ["stress"]
      args: ["--vm","1","--vm-bytes","150M","--vm-hang","1"]
      imagePullPolicy: IfNotPresent   #增加拉取策略
 

 删除之前的，重新创建

[root@master01 test]# kubectl delete -f pod1.yml 
pod "pod-stress" deleted
[root@master01 test]# kubectl apply -f pod2.yml 
pod/pod-stress created
 

使用 kubectl describe pod pod-stress，观察过程

 Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  34s   default-scheduler  Successfully assigned default/pod-stress to worker02
  Normal  Pulled     33s   kubelet            Container image "polinux/stress" already present on machine  #镜像已经存在就不会去拉取了
  Normal  Created    33s   kubelet            Created container c1
  Normal  Started    33s   kubelet            Started container c1

说明: 第二行信息是说镜像已经存在，直接使用了

2.5 Pod的标签 

• 为pod设置label,用于控制器通过label与pod关联

• 语法与前面学的node标签几乎一致

2.5.1 通过命令管理Pod标签

查看pod的标签

 [root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
pod-stress     1/1    Running   0          7m25s   <none>

打标签,再查看

[root@k8s-master1 ~]# kubectl label pod pod-stress region=huanai zone=A env=test bussiness=game
pod/pod-stress labeled

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
pod-stress    1/1     Running   0          8m54s   bussiness=game,env=test,region=huanai,zone=A

通过等值关系标签查询

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods -l zone=A
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-stress   1/1     Running   0          9m22s

通过集合关系标签查询

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods -l "zone in (A,B,C)"
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-stress   1/1     Running   0          9m55s

删除标签后再验证

[root@k8s-master1 ~]# kubectl label pod pod-stress region- zone- env- bussiness-
pod/pod-stress labeled
​
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
pod-stress    1/1     Running   0          16m     <none>

小结:

• pod的label与node的label操作方式几乎相同

• node的label用于pod调度到指定label的node节点

• pod的label用于controller关联控制的pod

2.6 Pod的资源限制

创建两个Pod 文件

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-ns
---
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-stress2
  namespace: test-ns
spec:
  containers:
  - name: c1
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]                    # 启动容器时执行的命令
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]  # 产生1个进程分配150M内存1秒后释放

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod3.yml 
namespace/test-ns unchanged
pod/pod-stress2 created
 

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod4.yml 
namespace/test-ns unchanged
pod/pod-stress3 created
[root@master01 test]# 
 

观察创建后的pod

[root@master01 test]# kubectl get pods -n test-ns
NAME          READY   STATUS      RESTARTS   AGE
pod-stress2   1/1     Running     0          2m14s
pod-stress3   0/1     OOMKilled   3          49s

发现 pod-stress3 的状态  为OOMKilled，意思是OOM了，因为程序申请的内存大于POD的上线，所以需要被kill

说明: 一旦pod中的容器挂了，容器会有重启策略， 如下：

• Always：表示容器挂了总是重启，这是默认策略

• OnFailures：表容器状态为错误时才重启，也就是容器正常终止时才重启

• Never：表示容器挂了不予重启

• 对于Always这种策略，容器只要挂了，就会立即重启，这样是很耗费资源的。所以Always重启策略是这么做的：第一次容器挂了立即重启，如果再挂了就要延时10s重启，第三次挂了就等20s重启...... 依次类推

测试完后删除

kubectl delete ns test-ns

2.7 Pod运行多个容器

1. 创建yaml文件 

 vim pod-m.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-stress4
spec:
  containers:
  - name: c1
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]
    
  - name: c2
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]

创建pod

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-m.yml 
pod/pod-stress4 created
 

查看pod在哪个节点

[root@master01 test]# kubectl get pods -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          41h     10.244.30.82   worker02   <none>           <none>
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d17h   10.244.5.8     worker01   <none>           <none>
pod-stress                    1/1     Running   0          22m     10.244.30.88   worker02   <none>           <none>
pod-stress4                   2/2     Running   0          39s     10.244.5.20    worker01   <none>           <none>

可以看到有2个容器,运行在worker01   节点

在worker01上验证,确实产生了2个容器

您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@worker01 kubenets]# docker ps -a |grep stress
cf2d4b50d59f   df58d15b053d                                          "stress --vm 1 --vm-…"   2 minutes ago       Up 2 minutes                             k8s_c2_pod-stress4_default_83c5eb27-feb6-4af8-8c53-ba12ddeb3a17_0
91b843ad656d   df58d15b053d                                          "stress --vm 1 --vm-…"   2 minutes ago       Up 2 minutes                             k8s_c1_pod-stress4_default_83c5eb27-feb6-4af8-8c53-ba12ddeb3a17_0
77f469d5e71b   registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.4.1   "/pause"                  2 minutes ago       Up 2 minutes                             k8s_POD_pod-stress4_default_83c5eb27-feb6-4af8-8c53-ba12ddeb3a17_0
 

或

[root@k8s-master1 ~]# crictl ps
CONTAINER           IMAGE               CREATED             STATE               NAME                   ATTEMPT             POD ID
08cd23ac9b416       df58d15b053d1       2 hours ago         Running             c2                     0                   2dd084491f019
65f0ecba8dec3       df58d15b053d1       2 hours ago         Running             c1                     0                   2dd084491f019

2.8 和容器的交互操作

1. 命令

kubectl exec pod名称 -c  指定容器  -- 命令

 可以使用 kubectl exec -h 查看帮助

2. 不用交互直接执行命令

kubectl exec pod名称 -c  指定容器  -- 命令

注意:

• -c 容器名为可选项,如果是1个pod中1个容器,则不用指定;

• 如果是1个pod中多个容器,不指定默认为第1个。

[root@master01 test]# kubectl exec pod-stress -- date
Sat Jan  6 07:49:04 UTC 2024
 

一个pod下如果有多个容器，不指定容器 ，默认使用第一个个容器

[root@master01 test]# kubectl exec pod-stress4 -- date
Defaulted container "c1" out of: c1, c2
Sat Jan  6 07:51:12 UTC 2024
[root@master01 test]# 
 

 3. 使用交互操作

和docker exec几乎一样

kubectl exec -it  pod-stress -- /bin/bash
 

kubectl exec -it  pod-stress -- /bin/sh

三、 Pod调度

3.1 Pod调度流程

Step1
通过kubectl命令应用资源清单文件（yaml格式）向api server 发起一个create pod 请求

Step2
api server接收到pod创建请求后，生成一个包含创建信息资源清单文件

Step3
apiserver 将资源清单文件中信息写入etcd数据库

Step4
Scheduler启动后会一直watch API Server，获取 podSpec.NodeName为空的Pod,即判断pod.spec.Node == null? 若为null，表示这个Pod请求是新的，需要创建，因此先进行调度计算（共计2步：1、过滤不满足条件的，2、选择优先级高的），找到合适的node，然后将信息在etcd数据库中更新分配结果：pod.spec.Node = nodeA (设置一个具体的节点)

Step5
kubelet 通过watch etcd数据库(即不停地看etcd中的记录)，发现有新的Node出现，如果这条记录中的Node与所在节点编号相同，即这个Pod由scheduler分配给自己，则调用node中的Container Runtime，进而创建container，并将创建后的结果返回到给api server用于更新etcd数据库中数据状态。

 3.2 调度约束方法

我们为了实现容器主机资源平衡使用, 可以使用约束把pod调度到指定的node节点

• nodeName 用于将pod调度到指定的node名称上

• nodeSelector 用于将pod调度到匹配Label的node上

3.2.1 nodeName 方式

编写YAML文件

[root@master01 test]# vim pod-nodename.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nodename
spec:
  nodeName: worker01
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.15-alpine

 

 应用YAML文件创建POD

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-nodename.yml 

 验证 

[root@master01 test]# kubectl get pods -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          43h     10.244.30.82   worker02   <none>           <none>
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d19h   10.244.5.8     worker01   <none>           <none>
pod-nodename                  1/1     Running   0          53s     10.244.5.22    worker01   <none>           <none>
 

发现 pod-nodename 被分配到了 worker01 节点上

倒数第3行没有使用scheduler,而是直接给运行了,说明nodeName约束生效

 [root@master01 test]# kubectl describe pod pod-nodename |tail -6
Events:
  Type    Reason   Age    From     Message
  ----    ------   ----   ----     -------
  Normal  Pulled   3m45s  kubelet  Container image "nginx:1.15-alpine" already present on machine
  Normal  Created  3m45s  kubelet  Created container nginx
  Normal  Started  3m44s  kubelet  Started container nginx

3.2.2 nodeSelector 方式

1. 创建YAML文件

vim pod-nodeselector.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nodeselect
spec:
  nodeSelector:                         # nodeSelector节点选择器
    bussiness: game                     # 指定调度到标签为bussiness=game的节点
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.15-alpine
 

 2. 给 worker02 节点打标签

[root@master01 test]# kubectl label node worker02 bussines=game
node/worker02 labeled
 

[root@master01 test]# kubectl get nodes --show-labels
NAME       STATUS   ROLES                  AGE     VERSION   LABELS
master01   Ready    control-plane,master   2d21h   v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master01,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node-role.kubernetes.io/master=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
worker01   Ready    <none>                 2d20h   v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=worker01,kubernetes.io/os=linux
worker02   Ready    <none>                 2d20h   v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,bussines=game,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=worker02,kubernetes.io/os=linux
 

3. 应用YAML文件创建Pod

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-nodeselector.yml 
pod/pod-nodeselect created
 

4. 验证

[root@master01 test]# kubectl get pods -o wide 

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          43h     10.244.30.82   worker02   <none>           <none>
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d19h   10.244.5.8     worker01   <none>           <none>
pod-nodename                  1/1     Running   0          13m     10.244.5.22    worker01   <none>           <none>
pod-nodeselect                1/1     Running   0          4m22s   10.244.30.89   worker02   <none>           <none>
 

仍然经过了scheduler,但确实分配到了worker02 上

                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
  Type     Reason            Age    From               Message
  ----     ------            ----   ----               -------
  Warning  FailedScheduling  4m44s  default-scheduler  0/3 nodes are available: 1 node(s) had taint {node.kubernetes.io/disk-pressure: }, that the pod didn't tolerate, 2 node(s) didn't match Pod's node affinity/selector.
  Warning  FailedScheduling  4m42s  default-scheduler  0/3 nodes are available: 1 node(s) had taint {node.kubernetes.io/disk-pressure: }, that the pod didn't tolerate, 2 node(s) didn't match Pod's node affinity/selector.
  Normal   Scheduled         91s    default-scheduler  Successfully assigned default/pod-nodeselect to worker02
  Normal   Pulled            90s    kubelet            Container image "nginx:1.15-alpine" already present on machine
  Normal   Created           90s    kubelet            Created container nginx
  Normal   Started           90s    kubelet            Started container nginx
 

 有兴趣可以再删除后再创建,重复几次验证

四、Pod的生命周期

4.1 Pod生命周期

• 有些pod(比如运行httpd服务),正常情况下会一直运行中,但如果手动删除它,此pod会终止

• 也有些pod(比如执行计算任务)，任务计算完后就会自动终止

上面两种场景中,pod从创建到终止的过程就是pod的生命周期。

4.1.1 容器启动

1. pod中的容器在创建前,有初始化容器(init container)来进行初始化环境

2. 初化完后,主容器(main container)开始启动

3. 主容器启动后,有一个post start的操作(启动后的触发型操作,或者叫启动后钩子)

4. post start后,就开始做健康检查

   • 第一个健康检查叫存活状态检查(liveness probe )，用来检查主容器存活状态的

   • 第二个健康检查叫准备就绪检查(readiness probe)，用来检查主容器是否启动就

4.1.2 容器终止

1. 可以在容器终止前设置pre stop操作(终止前的触发型操作,或者叫终止前钩子)

2. 当出现特殊情况不能正常销毁pod时,大概等待30秒会强制终止

3. 终止容器后还可能会重启容器(视容器重启策略而定)。

4.1.3 容器的重启策略

restartPolicy

• Always：表示容器挂了总是重启，这是默认策略

• OnFailures：表示容器状态为错误时才重启，也就是容器正常终止时不重启

• Never：表示容器挂了不予重启

• 对于Always这种策略，容器只要挂了，就会立即重启，这样是很耗费资源的。所以Always重启策略是这么做的：第一次容器挂了立即重启，如果再挂了就要延时10s重启，第三次挂了就等20s重启...... 依次类推

4.2 HealthCheck 健康检查

当Pod启动时，容器可能会因为某种错误(服务未启动或端口不正确)而无法访问等。

4.2.1  Health Check方式

kubelet拥有两个检测器，它们分别对应不同的触发器(根据触发器的结构执行进一步的动作)

4.2.2 Probe探测方式

 4.2.3 实战案例

4.2.3.1 liveness-exec案例

1. 准备YAML文件

vim pod-liveness-exec.yml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exce
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy;sleep 600
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5                            # pod启动延迟5秒后探测
      periodSeconds: 5                                          # 每5秒探测1次
 

2. 应用配置文件，创建POD

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-liveness-exec.yml 
pod/liveness-exce created
 

3. 观察变化

[root@master01 test]# kubectl get pods -w
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-exce                 1/1     Running   0          41s
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          44h
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d21h
liveness-exce                 1/1     Running   1          76s
liveness-exce                 1/1     Running   2          2m31s
 

liveness-exec 开始为正常，后来就重启

看到重启3次,慢慢地重启间隔时间会越来越长

[root@master01 test]# kubectl describe pod liveness-exce

.... 

Events:
  Type     Reason     Age                From               Message
  ----     ------     ----               ----               -------
  Normal   Scheduled  98s                default-scheduler  Successfully assigned default/liveness-exce to worker02
  Normal   Pulling    97s                kubelet            Pulling image "busybox"
  Normal   Pulled     94s                kubelet            Successfully pulled image "busybox" in 2.862041971s
  Warning  Unhealthy  53s (x3 over 63s)  kubelet            Liveness probe failed: cat: can't open '/tmp/healthy': No such file or directory
  Normal   Killing    53s                kubelet            Container liveness failed liveness probe, will be restarted
  Normal   Created    23s (x2 over 94s)  kubelet            Created container liveness
  Normal   Started    23s (x2 over 94s)  kubelet            Started container liveness
  Normal   Pulled     23s                kubelet            Container image "busybox" already present on machine

4.2.3.1 liveness-exec案例-扩展

设置重启策略

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exce-restart
  namespace: default
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy;sleep 600
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5                            # pod启动延迟5秒后探测
      periodSeconds: 5                                          # 每5秒探测1次
 

验证结果

容器健康检查出现问题后，不再重启，也不会继续sleep 600秒，而是直接关闭了

4.2.3.2 liveness-httpget案例

1. 编写YAML文件

[root@master01 test]# vim pod-liveness-httpget.yml
 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:                                # 指定容器端口，这一段不写也行，端口由镜像决定 
    - name: http                        # 自定义名称，不需要与下面的port: http对应
      containerPort: 80                    # 类似dockerfile里的expose 80
    livenessProbe:
      httpGet:                          # 使用httpGet方式
        port: http                      # http协议,也可以直接写80端口
        path: /index.html               # 探测家目录下的index.html
      initialDelaySeconds: 3            # 延迟3秒开始探测
      periodSeconds: 5                  # 每隔5s钟探测一次

2. 应用配置

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-liveness-httpget.yml 
pod/liveness-httpget created
 

3. 查看结果

4. 交互删除nginx文件，造成服务异常

[root@master01 test]# kubectl exec -it liveness-httpget -- rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html
 

5. 观察结果

pod liveness-httpget 被重启调用了

4.2.3.3 liveness-tcp 案例

 1. 编写YAML文件

[root@k8s-master1 ~]# vim pod-liveness-tcp.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-tcp
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      tcpSocket:                        # 使用tcp连接方式
        port: 80                        # 连接80端口进行探测
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 5

2. 应用配置文件

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-liveness-tcp.yml 
pod/liveness-tcp created
 

3. 观察结果

 4. 交互关闭nginx

 kubectl exec -it liveness-tcp -- /usr/sbin/nginx -s stop

 5. 观察

也只重启 ,重启后重新初始化了

4.2.3.4  readiness 案例

1. 编写YMAL文件

vim pod-readiness-httpget.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    readinessProbe:                     # 这里由liveness换成了readiness
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 5

 2. 应用YAML文件

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-readiness-httpget.yml 
pod/readiness-httpget created
 

3. 验证

pod正常启动

4. 交互删除nginx主页

kubectl exec -it readiness-httpget -- rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html

5. 再次验证

6. 创建nginx主页文件后

kubectl exec -it readiness-httpget -- touch /usr/share/nginx/html/index.html

7。 观察服务

最后一i条，回复正常

[root@master01 test]# kubectl get pods -w
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test-7d95fb4447-6nfs2   1/1     Running   1          44h
nginx-test-7d95fb4447-mtkg8   1/1     Running   2          2d21h
readiness-httpget             1/1     Running   0          40s
readiness-httpget             0/1     Running   0          3m21s
readiness-httpget             1/1     Running   0          4m31s
 

4.2.4.5 readiness+ liveness 混合案例

1. 创建YAML文件

vim pod-readiness-liveiness.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-liveness-httpget
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness-liveness
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5

2. 应用文件

[root@master01 test]# kubectl apply -f pod-readiness-liveiness.yml
 

3. 观察结果

4. 交互删除nginx文件

 kubectl exec -it readiness-liveness-httpget  -- rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html

 

4.3 post-start

1. 编写YAML文件

vim pod-poststart.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: poststart
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: poststart
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:                                       # 生命周期事件
      postStart:
        exec:
          command: ["mkdir","-p","/usr/share/nginx/html/haha"]

 3. 查看结果

kubectl exec -it poststart -- ls /usr/share/nginx/html -l

4.4 pre-stop

容器终止前执行的命令

1, 编写YAML文件

[root@k8s-master1 ~]# vim prestop.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: prestop
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: prestop
    image: nginx:1.15-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:                                       # 生命周期事件
      preStop:                                       # preStop
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","sleep 60000000"]     # 容器终止前sleep 60000000秒

2, 应用YAML文件创建pod

[root@k8s-master1 ~]# kubectl apply -f prestop.yml
pod/prestop created

3, 删除pod验证

[root@k8s-master1 ~]# kubectl delete -f prestop.yml
pod "prestop" deleted       会在这一步等待一定的时间(大概30s-60s左右)才能删除,说明验证成功

结论: 当出现特殊情况不能正常销毁pod时,大概等待30秒会强制终止

4.5 Pod故障排除

• kubectl describe pod pod名

• kubectl logs pod [-c CONTAINER]

• kubectl exec POD [-c CONTAINER] --COMMAND [args...]