三、POD详解

发布时间：2024年01月09日

一、Pod创建过程：

二、Pod的终止

三、pod配置详解

一、Pod创建过程：

用户提交创建pod请求
API Server处理用户请求，存储Pod数据到Etcd
Schedule通过和API Server的监听机制，查看到新的Pod，尝试为Pod绑定node
过滤主机：调度器用一组规则过滤不符合要求的主机，比如：Pod指定了所需要的资源，那么就要过滤掉资源不够的主机、或者pod标签指定调度到那个主机上、或者某个节点上存在污点，而此pod能否容忍这个污点，也会被过滤，
主机打分：对第一步筛选出来的符合要求的主机进行打分，在此阶段，调度器会考虑一些整体优化策略。
选择主机：选择得分最高的主机，进行binding，并把结果存储到Etcd中。
kubelet根据调度结果执行Pod的创建操作，绑定成功后，会启动container、docker run，scheduler会掉用API Server在etcd中创建一个bound pod 对象，描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod 信息。运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与etcd同步bound pod 信息，一旦发现应该在该工作节点上运行的bound pod对象没有更新，则调用 Docker API 创建并启动pod 内的容器
POD 创建完成

二、Pod的终止

api server收到删除pod的请求，将 pod 标记为“Terminating”状态
同时会在Endpoint删除Pod的IP地址
容器运行时给所有容器的1号进程发送TERM
如果定义了preStop，则会执行preStop
容器开始graceful关闭
如果超过grace-period，pod还没有被关闭，则会执行强制关闭pod流程，容器运行时向所有的container发送 SIGKILL；之后kubelet强制删除pod

如图：如果执行了删除pod 的指令，pod状态变更的同时在Endpoint中pod 的IP也会被删除

三、pod配置详解

#必选，api版本
apiVersion: v1
#必选，定义什么就写什么，比如定义一个pod就写pod，要定义server就写server
kind: Pod
#必选，元数据
metadata:
  #必选，pod名称
  name: string
  #pod的命名空间，如果不填，默认是default，或者使用-n 参数来指定命名空间
  namespace: string
  #对应kind，是pod的标签列表，可以填写多个labels
  labels:
      #对应kind，自定义标签列表，
    - name: string
  #对应kind，自定义注解列表，
  annotations:
    - name: string
#必选，pod中容器的详细定义
spec:
  initContainers: # 初始化容器，在容器启动之前执行的一些初始化操作
  - command:
    - sh
    - -c
    - echo "初始化"
  #必选，容器列表
  containers:
    #必选，容器名字
  - name: string
    #必选，容器的镜像名称
    image: string
    #拉取镜像的策略，Always:总是拉取镜像库的镜像，Never：使用本地镜像，IfNotPresent：本地有镜像就不拉取镜像库镜像，没有就拉取
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent]
    #容器的启动命令，如果不指定，则使用镜像打包时使用的启动命令
    command: [string]
    #容器的启动命令参数列表
    args: [string]
    #容器的工作目录
    workingDir: string
    # workingDir: /k8s/kubernetes/
    #挂载到容器内部的存储卷配置
    volumeMounts:
      #引用pod定义的共享存储卷的名称，
    - name: string
      #存储卷在容器内挂在的绝对路径，赢小于512个字符
      mountsPath: string
      #是否为只读模式，默认是读写
      readOnly: boolean
    #容器需要暴露的端口号列表
    ports:
      #端口名称
    - name: string
      #容器需要监听的端口号
      containerPort: int
      hostPort: int
      #端口协议，支持TCP和UDP  默认TCP
      protocol: string
    #容器运行前设置的环境变量列表
    env:
      #环境变量名称
    - name: string
      #值
      value: string
    #资源限制和请求设置
    resource:
      #资源限制设置
      limits:
        #cpu限制，单位为core数，将用于docker run  --cpu-shares参数
        cpu: string
        #内存限制，单位为MiB、GiB等，将用于docker run --momory参数
        memory: string
      #资源请求设置
      requests:
        #cpu请求，容器启动的初始可用数量
        cpu: string
        #内存请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string
    #对pod内各容器健康检查设置当探针无响应几次之后，系统将自动重启该容器，可以设置的方法包括：exec、httpGet、tcpSocket。对一个容器仅需设置一种方法
    livenessProbe:
      #执行容器命令检测方式
      exec:
        command: [string]
      #httpGet检查方式
      httpGet:
        path: string # http服务器上的访问URL
        port: string # 容器上要访问端口号或名称
        host: string # 要连接的主机名，默认POD ip
        scheme: string # 用于连接host的协议，默认HTTP
        httpHeaders: # 自定义HTTP请求headers，HTTP允许重复headers
        - name: string
          values: string
      tcpSocket: # 端口检测方式
        port: 端口号
      initialDelaySeconds: 60 #在容器启动后多少秒进行探测，单位为S
      timeoutSeconds: 2 #探针执行检测请求后，等待响应的超时时间，默认1S，若超过该时间，则认为不健康，就会重启
      periodSeconds: 5 #执行探测的时间间隔，默认 10 s 一次
      successThreshold: 2 # 检查成功两次表示就绪
      failureThreshold: 1 # 检查失败1次表示未就绪
    Lifecycle:
      postStart: # 容容器创建成功后，运行前的任务，用于资源部署、环境准备等 可以使exec、httpGet、TCPSocket
        exec:
          command:
          - sh
          - -c
          - "mkdir /data/"
      PreStop: #在容器被终止前的任务，用于优雅关闭应用程序、通知其他系统等等。
        httpGet:
          host: monitor.com
          psth: /waring
          port: 8080
          scheme: HTTP          
    securityContext:
      privileged: false
  # restartPolicy pod的重启策略，默认为 Always。
  1、Always：POD一旦终止运行，无论容器是如何终止的，kubelet都将重启它，
  2、OnFailure：只有pod以非0退出码终止时，kubelet才会重启该容器，如果容器正常结束（退出码为0）则不会重启
  3、Never :无论什么状态，都不会重启
  restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]
  #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
  nodeName: k8s-node-2
  #用于将pod调度到添加了指定标签的node节点上，指定node 节点，先打一个标签。
  nodeSelector: object
    hostname: k8s-node-1
  imagePullSecrets:
  - name: string
  hostNetwork: false/true  默认为false
  # dnsPolicy 设置pod的DNS策略：
  1、default：继承Pod所在宿主机的域名解析设置
  2、clusterFirst：优先是用kubernetes环境的DNS服务，
  3、clusterFirstWithHostNet：适用于以hostNetwork模式运行的pod，此时hostNetwork 必须为true
  4、None：忽略kubernetes集群的DNS配置，需要手工通过dnsConfig自定义DNS配置
  dnsPolicy: default
  Volumes: # 共享存储卷列表
  - name: string #名称，
    emptyDir: {} # 挂载目录
    hostPath: #挂载本机目录
      path: string
    secret:
      secretName: string
      items:
      - key:string
        path: string
    configMap:
      name: string
      items:
      - key: string
        path: string

四、查看每种资源的可配置项

kubelet explain 资源类型

#   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-master-1 logs]# kubectl explain pod
[root@k8s-master-1 logs]# kubectl explain pod.metadata

五、Pod状态

1、Pending：挂起。我们在请求创建pod时，天剑不满足，调度没有完成，没有任何一个节点能满足调度条件，已经创建了但是没有适合它运行的节点叫做挂起。

2、Running：Pod内多有容器都已经被创建，且至少一个容器正处于运行状态，正在启动状态或者重启状态。

3、Succeeded：Pod中所有容器都执行成功后退出，并且没有处于重启的容器

4、Failed：Pod中所有容器都已退出，但是至少还有一个容器退出时为失败状态

5、Unknown：位置状态，所谓pod是什么状态是apiserver和运行在节点的kubelet进行通信获取状态信息的，如果节点之上的kubelet本身出故障，那么apiserver就连不上kubelet，得不到信息了，就会看到Unknown。

六、Pod调度

????????在默认情况下，一个Pod在哪个Node节点上运行，是由Scheduler组件采用相应的算法计算出来的，这个过程是不受人工控制的。但是在实际使用中，这并不满足的需求，因为很多情况下，我们想控制某些Pod到达某些节点上，那么应该怎么做呢？这就要求了解kubernetes对Pod的调度规则，kubernetes提供了四大类调度方式：

自动调度：运行在哪个节点上完全由Scheduler经过一系列的算法计算得出
定向调度：NodeName、NodeSelector
亲和性调度：NodeAffinity、PodAffinity、PodAntiAffinity
污点（容忍）调度：Taints、Toleration

七、Pod探针

????????StartupProbe：k8s1.16版本后新加的探测方式，用于判断容器内应用程序是否启动。如果配置了StartupProbe，就会先禁止其他的探测，直到他成功为止，成功后将不在进行探测。

????????LivenessProbe 存活性探针：用于探测容器是否运行，如果探测失败，kubelet 会根据配置的重启策略，进行相应的处理，若没有配置该探针，默认就是success

????????ReadinessProbe 就绪性探针：一般用于探测容器内的程序是否健康，它的返回值如果为success ，那么就代表这个容器已经完全启动，并且程序已经是可以接受流量的状态

区别：探测方式相同，只是对Pod的处置方式不同

????????readinessProbe：当检测到失败后，将POD的IP:PORT从对应的EndPoint列表中删除

????????LicenessProbe：当检测到失败后，将杀死容器并根据pod的重启策略来决定作出对应的措施

1、Pod 探针的检测方式：?

Exec：在容器内执行一个命令，如果返回值为0，则认为容器健康

TCPSocket：通过容器的IP地址和端口号执行TCP检查，如果是通的就认为容器健康，

HTTPGet：通过应用程序暴露的API地址来检测程序是否是正常的，如果状态码为200-400之间，则认为容器健康

探针检查参数配置：

initialDelaySeconds: 60 #在容器启动后多少秒进行探测，单位为S

timeoutSeconds: 2 #响应的超时时间，默认1S，若超过该时间，则认为不健康，就会重启

periodSeconds: 5 #执行探测的时间间隔，默认 10 s 一次

successThreshold: 2 # 检查成功2次表示就绪

failureThreshold: 1 # 检查失败1次表示未就绪

探针探测结果有以下值

Success：表示通过检测。

Failure：表示未通过检测。

Unknown：表示检测没有正常进行。

1.2 探针使用用例

（1）通过exec 方式做健康检查

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec
  labels:
    app: liveness
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    args:                       #创建测试探针探测的文件
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 10   #延迟检测时间
      periodSeconds: 5          #检测时间间隔
      exec:                     #使用命令检查
        command:                #指令，类似于运行命令sh
        - cat                   #sh 后的第一个内容，直到需要输入空格，变成下一行
        - /tmp/healthy          #由于不能输入空格，需要另外声明，结果为sh cat"空格"/tmp/healthy

解释：

????????容器在初始化后，执行（/bin/sh -c "touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600"）首先创建一个 /tmp/healthy 文件，然后执行睡眠命令，睡眠 30 秒，到时间后执行删除 /tmp/healthy 文件命令。而设置的存活探针检检测方式为执行 shell 命令，用 cat 命令输出 healthy 文件的内容，如果能成功执行这条命令一次(默认successThreshold:1)，存活探针就认为探测成功，由于没有配置(failureThreshold、timeoutSeconds)，所以执行（cat /tmp/healthy）并只等待1s，如果1s内执行后返回失败，探测失败。在前 30 秒内，由于文件存在，所以存活探针探测时执行 cat /tmp/healthy 命令成功执行。30 秒后 healthy 文件被删除，所以执行命令失败，Kubernetes 会根据 Pod 设置的重启策略来判断，是否重启 Pod。

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_42171272/article/details/135439359
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