K8S最小调度单元Pod概述

2022-08-28 22:31:48 阅读：200 来源： 互联网

标签：master1 kubectl K8S 概述 Pod k8s root pod

注：k8s集群节点信息如下：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get nodes
NAME          STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
k8s-master1   Ready    control-plane,master   26d   v1.20.6
k8s-node1     Ready    worker                 26d   v1.20.6
k8s-node2     Ready    worker                 26d   v1.20.6

　一、k8s核心资源Pod介绍

K8s官方文档：https://kubernetes.io/

K8s中文官方文档： https://kubernetes.io/zh/

K8s Github地址：https://github.com/kubernetes/

1、什么是pod

官方文档：https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/

　　Pod是Kubernetes中的最小调度单元，k8s是通过定义一个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。也就是说，应该把整个pod看作虚拟机，然后每个容器相当于运行在虚拟机的进程。

　　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。

　　从docker角度来讲，Pod 类似于一组具有共享命名空间和共享文件系统卷的 Docker 容器。

1.1 Pods 如何管理多个容器

　　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，只有当容器需要紧密配合协作的时候才考虑用这种模式。例如，有一个容器作为web服务器运行，需要用到共享的volume，有另一个“sidecar”容器来从远端获取资源更新这些文件，如图所示：

　　一些 Pod 有初始化容器也应用容器. Init 容器在应用容器启动之前运行并完成。

Pod 本身为其组成容器提供两种共享资源：网络和存储

1.2 pod网络

　　Pod是有IP地址的，每个pod都被分配唯一的IP地址（IP地址是靠网络插件calico、flannel、weave等分配的），POD中的容器共享网络名称空间，包括IP地址和网络端口。

　　Pod内部的容器可以使用localhost相互通信。 Pod中的容器也可以通过网络插件calico与其他节点的Pod通信。

1.3 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。

2. pod的工作方式

　　在K8s中，所有的资源都可以使用一个yaml文件来创建，创建Pod也可以使用yaml配置文件。或者使用kubectl run在命令行创建Pod（不常用）。

2.1 自主式pod

　　所谓的自主式pod，就是直接定义一个pod资源。如下：

[root@k8s-master1 ~]# mkdir pod
[root@k8s-master1 ~]# cd pod/
[root@k8s-master1 pod]# vim pod-tomcat.yaml
[root@k8s-master1 pod]# cat pod-tomcat.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: tomcat-test
  namespace: default
  labels:
    app:  tomcat
spec:
  containers:
  - name:  tomcat-java
    ports:
    - containerPort: 8080
    image: tomcat:8.5-jre8-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent

　　更新yaml资源清单文件

[root@k8s-master1 pod]# kubectl apply -f pod-tomcat.yaml
pod/tomcat-test created

　　查看pod是否创建成功

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pod -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-test   1/1     Running   0          2m32s   10.244.169.129   k8s-node2   <none>           <none>

　　自主式Pod是存在一个问题的，假如不小心删除了pod，pod将不存在。

[root@k8s-master1 pod]# kubectl delete pod tomcat-test
pod "tomcat-test" deleted
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pod -o wide
No resources found in default namespace.

　　通过上面可以看到，如果直接定义一个Pod资源，那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，所以一般使用pod时，都是由控制器管理的。

2.2 控制器管理的Pod

　　常见的管理Pod的控制器：Replicaset、Deployment、Job、CronJob、Daemonset、Statefulset。

　　控制器管理Pod可以确保Pod始终维持在指定的副本数运行。

　　如：通过Deployment管理Pod。

　　创建资源清单文件

[root@k8s-master1 pod]# vim nginx-deploy.yaml
[root@k8s-master1 pod]# cat 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:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80

　　更新资源清单文件，查看资源

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get deployment
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-test   2/2     2            2           32s
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get rs
NAME                    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-test-7d464f958f   2         2         2       34s
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pod -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test-7d464f958f-4srgk   1/1     Running   0          39s   10.244.36.76     k8s-node1   <none>           <none>
nginx-test-7d464f958f-k5nmh   1/1     Running   0          39s   10.244.169.130   k8s-node2   <none>           <none>

　　删除pod：nginx-test-7d464f958f-4srgk，再次查看pod资源

[root@k8s-master1 pod]# kubectl delete pod nginx-test-7d464f958f-4srgk
pod "nginx-test-7d464f958f-4srgk" deleted
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get deployment
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-test   2/2     2            2           2m6s
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get rs
NAME                    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-test-7d464f958f   2         2         2       2m11s
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pod -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test-7d464f958f-k5nmh   1/1     Running   0          2m14s   10.244.169.130   k8s-node2   <none>           <none>
nginx-test-7d464f958f-pxwkv   1/1     Running   0          18s     10.244.36.77     k8s-node1   <none>           <none>

　　发现又重新创建一个新的pod ：nginx-test-7d464f958f-pxwkv

　　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。

2.3 通过kubectl run创建Pod

[root@k8s-master1 pod]# kubectl run tomcat-test --image=tomcat:8.5-jre8-alpine  --image-pull-policy='IfNotPresent'  --port=8080
pod/tomcat-test created
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pod
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test-7d464f958f-k5nmh   1/1     Running   0          18m
nginx-test-7d464f958f-pxwkv   1/1     Running   0          17m
tomcat-test                   1/1     Running   0          4s

二、创建pod资源流程

　　Pod是Kubernetes中最基本的部署调度单元，可以包含container，逻辑上表示某种应用的一个实例。
　　例如一个web站点应用由前端、后端及数据库构建而成，这三个组件将运行在各自的容器中，那么也可以创建包含三个container的pod。

　　创建pod资源的流程，如下图所示：

第一步：客户端提交创建Pod的请求，可以通过调用API Server的Rest API接口，也可以通过kubectl命令行工具。如kubectl apply -f filename.yaml(资源清单文件)

第二步：apiserver接收到pod创建请求后，会将yaml中的属性信息(metadata)写入etcd。

第三步：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

　　调度器用一组规则过滤掉不符合要求的主机。比如Pod指定了所需要的资源量，那么可用资源比Pod需要的资源量少的主机会被过滤掉。

　　scheduler 查看 k8s api ，类似于通知机制。
　　首先判断：pod.spec.Node == null?
　　若为null，表示这个Pod请求是新来的，需要创建；因此先进行调度计算，找到最“闲”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)

第四步：apiserver又通过watch机制，调用kubelet，指定pod信息，调用Docker API创建并启动pod内的容器。

第五步：创建完成之后反馈给kubelet, kubelet又将pod的状态信息给apiserver,apiserver又将pod的状态信息写入etcd

三、编写yaml文件的方法

如：创建pod资源的yaml文件

　　通过kubectl explain 查看定义Pod资源包含哪些字段。

[root@k8s-master1 pod]# 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

　　查看pod.metadata字段如何定义

[root@k8s-master1 pod]# kubectl explain pod.metadata

　　查看pod.spec字段如何定义

[root@k8s-master1 pod]# kubectl explain pod.spec

　　查看pod.spec.containers字段如何定义

[root@k8s-master1 pod]# kubectl explain pod.spec.containers

　　查看pod.spec.container.ports字段如何定义

[root@k8s-master1 pod]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND:     Pod
VERSION:  v1

RESOURCE: ports <[]Object>

DESCRIPTION:
     List of ports to expose from the container. Exposing a port here gives the
     system additional information about the network connections a container
     uses, but is primarily informational. Not specifying a port here DOES NOT
     prevent that port from being exposed. Any port which is listening on the
     default "0.0.0.0" address inside a container will be accessible from the
     network. Cannot be updated.

     ContainerPort represents a network port in a single container.

FIELDS:
   containerPort        <integer> -required-
     Number of port to expose on the pod's IP address. This must be a valid port
     number, 0 < x < 65536.
   #containerPort是必须字段， pod中的容器需要暴露的端口。

   hostIP       <string>
     What host IP to bind the external port to.
   #将容器中的服务暴露到宿主机的端口上时，可以指定绑定的宿主机 IP
   hostPort     <integer>
     Number of port to expose on the host. If specified, this must be a valid
     port number, 0 < x < 65536. If HostNetwork is specified, this must match
     ContainerPort. Most containers do not need this.

#容器中的服务在宿主机上映射的端口

   name <string>
     If specified, this must be an IANA_SVC_NAME and unique within the pod. Each
     named port in a pod must have a unique name. Name for the port that can be
     referred to by services.

   protocol     <string>
     Protocol for port. Must be UDP, TCP, or SCTP. Defaults to "TCP".

标签：master1,kubectl,K8S,概述,Pod,k8s,root,pod
来源： https://www.cnblogs.com/jiawei2527/p/16633372.html

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K8S最小调度单元Pod概述

一、k8s核心资源Pod介绍

1、什么是pod

1.1 Pods 如何管理多个容器

1.2 pod网络

1.3 pod存储

2. pod的工作方式

2.1 自主式pod

2.2 控制器管理的Pod

2.3 通过kubectl run创建Pod

二、创建pod资源流程

三、编写yaml文件的方法

　一、k8s核心资源Pod介绍