K8S Pod介绍

前言

pod作为k8s中运行的最小单元可通过配置生命的方式进行创建。本文结合k8s官方文档介绍pod

k8s 官方介绍

Pods

Pod 是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元。

Pod （就像在鲸鱼荚或者豌豆荚中）是一组（一个或多个）容器； 这些容器共享存储、网络、以及运行容器的配置声明如deplyments。 Pod 中的内容总是并置（colocated）的并且一同调度，在共享的上下文中运行。 Pod 通常对应物理机上运行的docker容器，但在k8s中pod虽然运行docker容器但其是在逻辑主机上运行，并且pod中可以运行多个容器。 在非云环境中，在相同的物理机或虚拟机上运行的应用类似于 在同一逻辑主机上运行的云应用。

除了应用容器，Pod 还可以包含在 Pod 启动期间运行的 Init 容器。 你也可以在集群中支持临时性容器 的情况下，为调试的目的注入临时性容器。

以上关于pod的概念在使用depolyments做过发布测试更加容易理解。

什么是 Pod？

Pod 的共享上下文包括一组 Linux 名字空间、控制组（cgroup）和可能一些其他的隔离 方面，即用来隔离 Docker 容器的技术。 在 Pod 的上下文中，每个独立的应用可能会进一步实施隔离。

就 Docker 概念的术语而言，Pod 类似于共享名字空间和文件系统卷的一组 Docker 容器。

pod通过声明方式定义pod，此例为官方声明一个nginx的pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.14.2
    ports:
    - containerPort: 80

通过kubectl apply 命令真正创建pod，kubectl 支持绝对路径方式与rest方式获取pod声明的yaml文件

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/simple-pod.yaml

Pod 通常不是直接创建的，而是使用工作负载资源创建的

用于管理 pod 的工作负载资源

通常你不需要直接创建 Pod。使用诸如 Deployment 或 Job 这类工作负载资源 来创建 Pod。如果 Pod 需要跟踪状态可以考虑 StatefullSet 资源。

Kubernetes 集群中的 Pod 主要有两种用法：

• 运行单个容器的 Pod。"每个 Pod 一个容器"模型是最常见的 Kubernetes 用例； 在这种情况下，可以将 Pod 看作单个容器的包装器，并且 Kubernetes 直接管理 Pod而不是容器，大部分微服务应用架构采用此中方案，可以方便设置监控与健康检测。

• 运行多个协同工作的容器的 Pod。 Pod 可能封装由多个紧密耦合且需要共享资源的共处容器组成的应用程序。 这些位于同一位置的容器可能形成单个内聚的服务单元 —— 一个容器将文件从共享卷提供给公众， 而另一个单独的“边车”（sidecar）容器则刷新或更新这些文件。 Pod 将这些容器和存储资源打包为一个可管理的实体。此中方式在一些异构语言进行服务管理时使用

每个 Pod 都旨在运行给定应用程序的单个实例。如果希望横向扩展应用程序（例如运行多个实例 以提供更多的资源），则应该使用多个 Pod，每个实例使用一个 Pod。 在 Kubernetes 中，这通常被称为 副本（Replication）。 通常使用一种工作负载资源及其控制器 来创建和管理一组 Pod 副本。

通过副本及控制器可以很方便进行扩容。例如通过设置cpu与内存使用率阈值一旦达到阈值则自动创建新pod来分担负载。
 

Pod 和控制器

可以使用工作负载资源来创建和管理多个 Pod。 资源的控制器能够处理副本的管理、上线，并在 Pod 失效时提供自愈能力。 例如一个节点失败，控制器注意到该节点上的 Pod 已经停止工作， 就可以创建替换性的 Pod。调度器会将替身 Pod 调度到一个健康的节点执行。

下面是一些管理一个或者多个 Pod 的工作负载资源的示例：

• Deployment
• StatefulSet
• DaemonSet

Pod 模版

负载资源的控制器通常使用 Pod 模板（Pod Template） 来创建 Pod 并管理它们。

Pod 模板是包含在工作负载对象中的规范，用来创建 Pod。这类负载资源包括 Deployment、 Job 和 DaemonSets 等。

工作负载的控制器会使用负载对象中的 PodTemplate 来生成实际的 Pod。 PodTemplate 是你用来运行应用时指定的负载资源的目标状态的一部分。

下面的示例是一个简单的 Job 的清单，其中的 template 指示启动一个容器。 该 Pod 中的容器会打印一条消息之后暂停。

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: hello
spec:
  template:
    # 这里是 Pod 模版
    spec:
      containers:
      - name: hello
        image: busybox:1.28
        command: ['sh', '-c', 'echo "Hello, Kubernetes!" && sleep 3600']
      restartPolicy: OnFailure
    # 以上为 Pod 模版

• apiVersion： 使用哪个版本的Kubernetes API来创建此对象
• kind：要创建的对象类型，例如Pod，Deployment等
• metadata：用于唯一区分对象的元数据，包括：name，UID和namespace
• spec： 其它描述信息，包含Pod中运行的容器，容器中运行的应用等等。不同类型的对象拥有不同的spec定义。详情参见API文档

修改 Pod 模版或者切换到新的 Pod 模版都不会对已经存在的 Pod 起作用。 Pod 不会直接收到模版的更新。新的 Pod 会被创建出来，与更改后的 Pod 模版匹配。

例如，Deployment 控制器针对每个 Deployment 对象确保运行中的 Pod 与当前的 Pod 模版匹配。如果模版被更新，则 Deployment 必须删除现有的 Pod，基于更新后的模版 创建新的 Pod。每个工作负载资源都实现了自己的规则，用来处理对 Pod 模版的更新。

在节点上kubelet 并不直接监测 或管理与 Pod 模版相关的细节或模版的更新，这些细节都被抽象出来。 这种抽象和关注点分离简化了整个系统的语义，并且使得用户可以在不改变现有代码的 前提下就能扩展集群的行为。

Pod 更新与替换

正如前面章节所述，当某工作负载的 Pod 模板被改变时，控制器会基于更新的模板 创建新的 Pod 对象而不是对现有 Pod 执行更新或者修补操作。

Kubernetes 并不禁止你直接管理 Pod。对运行中的 Pod 的某些字段执行就地更新操作 还是可能的。不过，类似 patch 和 replace 这类更新操作有一些限制：

• Pod 的绝大多数元数据都是不可变的。例如，你不可以改变其 namespace、name、 uid 或者 creationTimestamp 字段；generation 字段是比较特别的，如果更新 该字段，只能增加字段取值而不能减少。

• 如果 metadata.deletionTimestamp 已经被设置，则不可以向 metadata.finalizers 列表中添加新的条目。

• Pod 更新不可以改变除 spec.containers[*].image、spec.initContainers[*].image、 spec.activeDeadlineSeconds 或 spec.tolerations 之外的字段。 对于 spec.tolerations，你只被允许添加新的条目到其中。

• 在更新spec.activeDeadlineSeconds 字段时，以下两种更新操作是被允许的：

  1. 如果该字段尚未设置，可以将其设置为一个正数；
  2. 如果该字段已经设置为一个正数，可以将其设置为一个更小的、非负的整数。