本文内容说明:详细介绍Pod资源的各种配置(yaml)和原理
如上图(Pod结构图),每个Pod中都可以包含一个或者多个容器,这些容器可以分为两类:
用户程序所在的容器,数量可多可少
Pause容器,这是每个Pod都会有的一个根容器,根容器是在pod控制器创建的时候就自动生成的,它的作用有两个:
可以以它为依据,评估整个Pod的健康状态
可以在根容器上设置Ip地址,其它容器都共享此Ip(Pod IP),以实现Pod内部的网路通信,注意:这里是Pod内部的通讯,Pod的之间的通讯采用虚拟二层网络技术来实现,我们当前环境用的是Flannel
下面是Pod的资源清单,即Pod的yaml配置:
apiVersion: v1 #必选,版本号,例如v1
kind: Pod #必选,资源类型,例如 Pod
metadata: #必选,元数据
name: string #必选,Pod名称
namespace: string #Pod所属的命名空间,默认为"default"
labels: #自定义标签列表
- name: string
spec: #必选,Pod中容器的详细定义
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
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 #端口的名称
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 #内存请求,容器启动的初始可用数量
lifecycle: #生命周期钩子
postStart: #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启
preStop: #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止
livenessProbe: #对Pod内各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
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
nodeName: #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上
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
如果上面的详细清单记不住,可以使用如下kubectl explain工具随时查看:
#小提示:
# 在这里,可通过一个命令来查看每种资源的可配置项
# kubectl explain 资源类型 查看某种资源可以配置的一级属性
# kubectl explain 资源类型.属性 查看属性的子属性
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod
KIND: Pod
VERSION: v1
FIELDS:
apiVersion
kind
metadata
下面是pod的yaml配置文件的常用字段属性介绍:
在kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的,主要包含5部分:
apiVersion
版本,由kubernetes内部定义,版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到 kind
类型,由kubernetes内部定义,版本号必须可以用 kubectl api-resources 查询到 metadata
元数据,主要是资源标识和说明,常用的有name、namespace、labels等,kubectl explain pod.metadata可查看所有二级属性 spec
描述,这是配置中最重要的一部分,里面是对各种资源配置的详细描述 status
状态信息,里面的内容不需要定义,由kubernetes自动生成,可以在pod启动后,使用kubectl get pods [podname] -n [namespace] -o yaml形式查看yaml里的status字段 在上面的属性中,spec是接下来研究的重点,继续看下它的常见子属性(全部子属性可通过kubectl explain pod.spec查看):
containers <[]Object> 容器列表,用于定义容器的详细信息
nodeName
根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上 nodeSelector
hostNetwork
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 <[]Object> 存储卷,用于定义Pod上面挂在的存储信息
restartPolicy
重启策略,表示Pod在遇到故障的时候的处理策略
1.1、pod.spec.containers属性介绍
pod.spec.containers属性是pod配置中最为关键的一项配置,详细参数配置如下:
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: containers <[]Object> # 数组,代表可以有多个容器
FIELDS:
name # 容器名称
image # 容器需要的镜像地址
imagePullPolicy # 镜像拉取策略
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> # 容器的启动命令需要的参数列表
env <[]Object> # 容器环境变量的配置
ports <[]Object> # 容器需要暴露的端口号列表
resources # 资源限制和资源请求的设置
1.2、创建pod-base.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-base
namespace: dev
labels:
user: arvin
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
- name: busybox
image: busybox:1.30
上面定义了一个比较简单Pod的配置,里面有两个容器:
nginx:用1.17.1版本的nginx镜像创建,(nginx是一个轻量级web容器)
busybox:用1.30版本的busybox镜像创建,(busybox是一个小巧的linux命令集合)
1.3、创建pod
kubectl delete ns dev #为避免干扰,先删除之前使用的dev namespace
kubectl create ns dev #创建dev namespace
kubectl create -f pod-base.yaml #创建pod
查看pod状态:
# 如下图
# READY 1/2 : 表示当前Pod中有2个容器,其中1个准备就绪,1个未就绪
# RESTARTS : 重启次数,因为有1个容器故障了,Pod一直在重启试图恢复它
kubectl get pods -n dev # 注意是不显示根容器的
如上图,pod里只有一个准备就绪,另一个未就绪,需要使用describe查看内部详情:
kubectl describe pod pod-base -n dev
如上图可以看到,nginx容器是创建启动没问题,busybox容器在启动的时候失败了。这里只是展示提供分析方法,问题具体原因在下面Pod启动命令章节说明。
创建pod-imagepullpolicy.yaml,内容如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-imagepullpolicy #name不允许大写字母
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Never # 用于设置镜像拉取策略
- name: busybox
image: busybox:1.30
【imagePullPolicy镜像拉取策略说明】:
- Always:总是从远程仓库拉取镜像(一直远程下载,不管本地有没有)
- IfNotPresent:本地有则使用本地镜像,本地没有则从远程仓库拉取镜像(本地有就本地,本地没有远程下载)
- Never:只使用本地镜像,从不去远程仓库拉取,本地没有就报错(一直使用本地)
默认值说明:
如果镜像tag为具体版本号,默认策略是:IfNotPresent
如果镜像tag为:latest(最终版本),默认策略是always,因为必须要去远程仓库看
拉取策略的值如果记不住可使用kubectl explain pod.spec.containers查看
下面可以更改imagePullPolicy拉取策略进行策略验证,然后使用yaml创建Pod,然后查看Pod状态,然后使用describe查看内部信息有无报错,这里就不具体演示:
#创建pod
kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
#查看Pod状态
kubectl get pods -n dev
#查看Pod详情
kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev
在前面的示例中,一直有一个问题没有解决,就是的busybox容器一直没有成功运行,那么到底是什么原因导致这个容器的故障呢?
原来busybox并不是一个程序,而是类似于一个工具类的集合,kubernetes集群启动管理后,它会自动关闭。解决方法就是让其一直在运行,这就用到了command配置。
创建pod-command.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-command
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
- name: busybox
image: busybox:1.30
command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]
command是用于在pod中的容器初始化完毕之后运行一个命令。
稍微解释下上面命令的意思:
"/bin/sh","-c", 使用sh执行命令
touch /tmp/hello.txt; 创建一个/tmp/hello.txt 文件
while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done; 每隔3秒向文件中写入当前时间,这样就使得busybox容器一直处于运行状态。
#创建pod
kubectl create -f pod-command.yaml
#查看Pod状态
kubectl get pods -n dev
验证查看Pod内busybox容器command执行情况,使用kubectl直接进入容器查看:
# 进入busybox容器
# 格式: kubectl exec [pod名称] -n [命名空间] -it -c [容器名称] /bin/sh
# 使用上面格式命令就可以进入某个容器的内部,然后进行相关操作了
kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
# 进入容器后,查看hello.txt内容
tail -f /tmp/hello.txt
特别说明:
通过上面发现command已经可以完成启动命令和传递参数的功能,为什么这里还要提供一个args选项,用于传递参数呢?这其实跟docker有点关系,kubernetes中的command、args两项其实是实现覆盖Dockerfile中ENTRYPOINT的功能。
1、如果command和args均没有写,那么用Dockerfile的配置。
2、如果command写了,但args没有写,那么Dockerfile默认的配置会被忽略,执行输入的command
3、如果command没写,但args写了,那么Dockerfile中配置的ENTRYPOINT的命令会被执行,使用当前args的参数
4、如果command和args都写了,那么Dockerfile的配置被忽略,执行command并追加上args参数
env,环境变量,用于在pod中的容器设置环境变量
创建pod-env.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-env
namespace: dev
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox:1.30
command: ["/bin/sh","-c","while true;do /bin/echo $(date +%T);sleep 60; done;"]
env: # 设置环境变量列表
- name: "username"
value: "admin"
- name: "password"
value: "123456"
创建Pod:
# 创建Pod
kubectl create -f pod-env.yaml
# 进入容器,输出环境变量
kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh
#进入容器后,查看变量
echo $username
echo $password
【注】:在实际应用场景中,这种方式不是很推荐,推荐将这些配置单独存储在配置文件中,这种方式将在后面介绍。
5.1、查看ports的所有子选项
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: ports <[]Object>
FIELDS:
name # 端口名称,如果指定,必须保证name在pod中是唯一的
containerPort # 容器要监听的端口(0 # 容器要在主机上公开的端口,如果设置,主机上只能运行容器的一个副本(一般省略) ,否则一个主机有多个副本同时映射到主机相同端口,会导致端口冲突
hostIP # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)
protocol # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。
5.2、示例演示
创建一个pod-ports.yaml,内容如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-ports
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports: # 设置容器暴露的端口列表
- name: nginx-port # 端口名称,该名称唯一,不得重复
containerPort: 80 # 容器监听的端口
protocol: TCP
使用yaml创建并查看pod:
kubectl create -f pod-ports.yaml #创建pod
kubectl get pod pod-ports -n dev -o yaml #以yaml格式查看pod,重点查看spec的ports字段
# 使用describe也可以查看
kubectl describe pod pod-ports -n dev
此时访问容器的nginx服务是访问:[pod ip]:[container Port]
容器中的程序要运行,肯定是要占用一定资源的,比如cpu和内存等,如果不对某个容器的资源做限制,那么它就可能吃掉大量资源,导致其它容器无法运行。针对这种情况,kubernetes提供了对内存和cpu的资源进行配额的机制,这种机制主要通过resources选项实现,他有两个子选项:
可以通过上面两个选项设置资源的上下限。
接下来,编写一个测试案例,创建pod-resources.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-resources
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
resources: # 资源配额
limits: # 限制资源(上限)
cpu: "2" # CPU限制,单位是core数
memory: "10Gi" # 内存限制
requests: # 请求资源(下限)
cpu: "1" # CPU限制,单位是core数
memory: "10Mi" # 内存限制
在这对cpu和memory的单位做一个说明:
cpu:core数,可以为整数或小数
memory: 内存大小,可以使用Gi、Mi、G、M等形式
接下来使用yaml创建pod,并查看pod状态:
# 创建并运行pod
kubectl create -f pod-resources.yaml
# 查看运行状态
kubectl get pod pod-resources -n dev
接下来删除pod,将最小resources调大,看运行会不会报错:
kubectl delete -f pod-resources.yaml
# 修改yaml文件,将resources.requests.memory的值为10Gi
vim pod-resources.yaml
# 创建pod
kubectl create -f pod-resources.yaml
#查看pod状态,发现启动失败
kubectl get pod pod-resources -n dev -o wide
# 查看失败详情
kubectl describe pod pod-resources -n dev