K8S之Pod的介绍和使用

pod理论说明

Pod介绍

Pod是Kubernetes中的最小调度单元，k8s通过定义一个Pod的资源，然后在Pod里面运行容器，容器需要指定一个镜像，这样就可以用来运行具体的服务。
一个Pod封装一个容器（也可以封装多个容器），Pod里的容器共享存储、网络等。
如果把pod看作虚拟机，每个容器相当于运行在虚拟机里的进程。

Pod运行与管理

Pod是需要调度到k8s集群的工作节点来运行的，具体调度到哪个节点，是根据scheduler调度器实现的。

Pod管理多个容器

Pod中可以同时运行多个容器。同一个Pod中的容器会自动的分配到同一个 node 上。同一个Pod中的容器共享资源、网络环境，它们总是被同时调度，在一个Pod中同时运行多个容器是一种比较高级的用法，只有当容器之间需要紧密配合协作的时候才考虑用这种模式。

一些Pod有init容器和应用容器。 在应用程序容器启动之前，运行初始化容器。

目前最流行的容器有Docker、Containerd、Podman，Pod可以作为1或者多个容器的载体。

Pod网络

Pod是有IP地址的，由网络插件（calico、flannel、weave）划分的IP，每个pod都被分配唯一的IP地址
在k8s中，启动Pod时，会先启动⼀个pause 的容器，然后将后续的所有容器都 link 到这个pause 的容器，以实现网络共享。

Pod存储

创建Pod的时候可以指定挂载的存储卷。 Pod中的所有容器都可以访问共享卷，允许这些容器共享数据。 Pod只要挂载持久化数据卷，Pod重启之后数据还是会存在的。

Pod工作方式

在K8s中，所有的资源都可以使用yaml文件来创建，因此创建Pod也可以使用yaml配置文件（常用方式）。也有使用kubectl run在命令行创建Pod （不常用）。

自主式Pod

所谓的自主式Pod，就是直接定义一个Pod资源。
如果Pod被删除，就彻底被删除了，不会再创建一个新的Pod，这在生产环境还是具有非常大风险的。
例如：
创建一个pod资源文件

vim pod-tomcat.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod # 直接定义为Pod资源
metadata:
  name: tomcat-test
  namespace: default
  labels:
    app: tomcat
    use: test
spec:
  containers:
  - name:  tomcat-java
    ports:
    - containerPort: 8080
    image: tomcat-8.5-jre8:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent

创建资源

kubectl apply -f pod-tomcat.yaml

查看pod是否创建成功
（ps. -o wide 表示看完整信息，-l app=tomcat 表示查询有app:tomcat 标签的pod）

kubectl get pods -o wide -l app=tomcat

删除pod

kubectl delete pods tomcat-test

结果是空，说明pod已经被删除了

控制器管理的Pod（常用）

常见的管理Pod的控制器：Replicaset、Deployment、Job、CronJob、Daemonset、Statefulset。
控制器管理的Pod可以确保Pod始终维持在指定的副本数运行。

例如：通过Deployment管理Pod
创建一个Deployment资源文件

vim nginx-deploy.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-test
  labels:
    app: nginx-deploy
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: my-nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80

创建资源

kubectl apply -f nginx-deploy.yaml

查看Deployment

kubectl get deploy -l app=nginx-deploy

READY为2/2 表示有2个pod已创建并运行

查看pod

kubectl get pods -o wide -l app=nginx

删除上面图中 nginx-test-5b76549fbd-g5779 这个pod

kubectl delete pods nginx-test-5b76549fbd-g5779 

再看pod的情况

kubectl get pods -o wide -l app=nginx

发现重新创建一个新的pod是：nginx-test-5b76549fbd-xzv6p

通过上面可以发现通过deployment管理的pod，可以确保pod始终维持在指定副本数量

创建pod的流程

第一步：
通过 kubectl 命令向 apiServer 提交创建pod的请求，apiServer 接收到pod创建请求后，会将pod的属性信息(metadata)写入etcd(数据库)。

第二步：
apiServer 触发watch机制准备创建pod，信息转发给调度器scheduler，调度器使用调度算法选择node，调度器将node信息给apiServer ，apiServer 将绑定的node信息写入etcd

第三步：
apiServer 又通过watch机制，调用kubelet，指定pod信息，kubelet调用容器运行时创建并启动pod内的容器。

第四步：
pod创建完成之后反馈给kubelet, kubelet又将pod的状态信息给apiServer ,apiServer 再将pod的状态信息写入etcd。

pod实操

通过资源清单文件创建自主式pod

开始编写yaml时，可查看帮助命令:

kubectl explain pod

执行帮助命令后，会返回yaml里需要编写的字段名，格式和含义

# apiVersion、kind填帮助命令里返回的value

apiVersion: v1 #api版本
kind: Pod  #创建的资源
metadata:
  name: tomcat-test  #Pod的名字
  namespace: default  #Pod所在的名称空间
  labels:
    app:  tomcat  #Pod具有的标签，key为app,value为tomcat  
spec:
  containers:
  - name:  tomcat-java  #Pod里容器的名字
image: xianchao/tomcat-8.5-jre8:v1  #容器使用的镜像
  imagePullPolicy: IfNotPresent   #镜像拉取策略
    ports:
    - containerPort: 8080  #容器暴露的端口

其中，imagePullPolicy是镜像拉取策略，可以根据这个字段设置镜像拉取策略，支持如下三种：

• Always：不管本地是否存在镜像，都要重新拉取镜像
• Never： 从不拉取镜像
• IfNotPresent：如果本地存在，使用本地的镜像，本地不存在，从官方拉取镜像

查看命名空间

kubectl get ns

更新资源清单文件

kubectl apply -f pod-tomcat.yaml

查看pod是否创建成功
（ps. -l app=tomcat 表示查询标签）

kubectl get pods -l app=tomcat

查看指定命名空间下的pods

kubectl get pods -n default

查看pod的IP和调度节点

kubectl get pods -owide

查看pod日志

kubectl logs tomcat-test

进入到刚才创建的pod，刚才创建的pod名字是tomcat-test

kubectl exec -it tomcat-test  -- /bin/bash

假如pod里有多个容器，进入到pod里的指定容器，加 -c 容器的名字

kubectl exec -it tomcat-test -c tomcat-java -- /bin/bash

查看pod详细信息

kubectl describe pods tomcat-test

查看pod具有哪些标签

kubectl get pods --show-labels

删除pod

kubectl delete pods tomcat-test

或者

kubectl delete -f pod-tomcat.yaml

通过kubectl run创建Pod（不常用）

kubectl run tomcat --image=tomcat-8.5-jre8:v1 --image-pull-policy='IfNotPresent'  --port=8080