Kubernetes--Pod详解--Pod的配置方式--基本配置、镜像拉取策略、启动命令、环境变量、端口设置、资源配额
Pod介绍
K8s中最小的运行单位是Pod，容器必须放在Pod里面才可以运行，而K8s中的Pod中的容器分为两类：
- 用户自己定义的容器
- Pause容器，这个是每一个Pod都会有的一个容器
设置Pause容器有以下两个好处：
- 在一组容器作为一个单元运行的情况下，我们难以对Pod整体的运行情况进行判定，而引入一个与业务无关的Pause容器作为Pod的根容器，用它的状态代表整体容器的运行状态
- Pod里面的多个容器共享Pause容器的IP’，恭喜Pause容器挂载的Volume，这样使得Pod之间的容器可以互相通信，也很好的解决了文件共享问题
K8s为每一个Pod都分配类一个IP，成为Pod IP，一个Pod里的多个容器共享Pod IP地址，K8s要求底层网络支持集群内任意两个Pod之间进行通信，一般采用虚拟网络技术进行实现，所以一个Pod里面的容器与另外一个主机上的Pod容器能够直接通信
Kubectl explain
配置一个资源，可以使用三种方式命令式对象管理、命令式对象配置、声明式对象配置，而后面两种配置方式是比较常用的，这就需要编写一个ymal配置文件，配置文件里面可配置的选项很多，常用的有以下：
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
上面的配置选项，可以通过分层级来记忆同时搭配Kubectl explain，例如
[root@master ~]# kubectl explain pod
KIND: Pod
VERSION: v1
DESCRIPTION:
Pod is a collection of containers that can run on a host. This resource is
created by clients and scheduled onto hosts.
FIELDS:
apiVersion <string>
APIVersion defines the versioned schema of this representation of an
object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal
value, and may reject unrecognized values. More info:
https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#resources
kind <string>
Kind is a string value representing the REST resource this object
represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits
requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info:
https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#types-kinds
metadata <Object>
Standard object's metadata. More info:
https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#metadata
spec <Object>
Specification of the desired behavior of the pod. More info:
https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#spec-and-status
status <Object>
Most recently observed status of the pod. This data may not be up to date.
Populated by the system. Read-only. More info:
https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#spec-and-status
上面已经列出来了pod中的一级配置，主要包含5个部分同时也给出了网址可以查看详细信息：
-
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
-
spec
-
status
可以继续使用Kubectl explain pod.spec查看spec下的配置选项，常用的有以下几个选项：
- 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
Pod配置
上面通过kubectl explain查看到了Pod配置的一些选项，其中最重要的是pod.spec.contains属性，这是配置Pod中最为关键的一项配置
[root@master ~]# 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 <string> # 容器名称
image <string> # 容器需要的镜像地址
imagePullPolicy <string> # 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 <Object> # 资源限制和资源请求的设置
基本配置
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-base
namespace: dev
labels:
user: root
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）
[root@master ~]# kubectl create -f pod-base.yaml
pod/pod-base created
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-base 1/2 CrashLoopBackOff 1 5s
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-base 1/2 CrashLoopBackOff 1 9s
查看启动状态的时候，可以发现只启动了一个容器，这个问题在docker中也出现过，因为启动的容器是busybox里没有一个后台进程，所以pod控制器会一直尝试重启这个容器
镜像拉取策略
imagePullPolicy，用于设置镜像拉取策略，kubernetes支持配置三种拉取策略：
- Always：总是从远程仓库拉取镜像（一直远程下载）
- 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
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-imagepullpolicy
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Always # 用于设置镜像拉取策略
- name: busybox
image: busybox:1.30
启动命令
command配置可以让容器在启动的时候，执行这个命令例如可以在busybox启动的时候运行一个死循环的进程，便可以busybox一直在后台启动
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;"]
[root@master ~]# kubectl create -f pod-command.yaml
pod/pod-command created
[root@master ~]#
[root@master ~]#
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-base 1/2 CrashLoopBackOff 10 26m
pod-command 2/2 Running 0 7s
pod-imagepullpolicy 1/2 CrashLoopBackOff 8 17m
可以使用kubectl exec进入到容器内部查看
[root@master ~]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
退出可以使用ctrl + p + q
这里可以简单的回顾一下Dockerfile中的ENTRYPOINT与CMD命令之间的区别：
- 当使用docker run的时候如果带有其他参数则不会覆盖ENTRYPOINT指令
- 当使用docker run的时候如果带有其他参数，将会覆盖CMD指令
同时在配置项里面还出现了一个args选项，用于传递参数，args选项和command选项可以实现覆盖Dockerfile中的ENTRYPOINT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
环境变量
使用env配置项可以设置容器的环境变量
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"
[root@master ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
pod/pod-env created
[root@master ~]# kubectl exec pod-env -it -n dev -c busybox /bin/sh
/ #
/ # echo $username
admin
端口设置
使用containers中的ports选项可以配置端口
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
containerPort: 80
protocol: TCP
[root@master ~]# vim pod-ports.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f pod-ports.yaml
pod/pod-ports created
[root@master ~]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-6867cdf567-lt9wz 1/1 Running 0 44h
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-base 1/2 CrashLoopBackOff 14 48m
pod-command 2/2 Running 0 21m
pod-env 1/1 Running 0 6m56s
pod-imagepullpolicy 1/2 CrashLoopBackOff 12 39m
pod-ports 1/1 Running 0 89s
[root@master ~]# kubectl get pods pod-ports -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-ports 1/1 Running 0 111s
[root@master ~]# kubectl get pods pod-ports -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod-ports 1/1 Running 0 115s 10.244.1.8 node1 <none> <none>
[root@master ~]# curl 10.244.1.8:80
资源配额
资源配额很好理解，类似于Linux下的资源限额，对某个容器做资源限额，可以实现资源在各个pod之间的隔离，防止某个容器使用的资源过多，导致该Pod下的其他资源也无法使用，K8s提供了对内存和cpu资源进行配额的机制，这种机制通过resources选项实现，一般有两个子项：
-
limits：用于限制运行时容器的最大占用资源，当容器占用资源超过limits时会被终止，并进行重启
-
requests ：用于设置容器需要的最小资源，如果环境资源不够，容器将无法启动
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
[root@master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created