5. k8s 之 pod原理与使用-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/LCY133/article/details/147278901

Kubernetes Pod 原理详解

1. Pod 的部署方式

Pod 是 Kubernetes 的最小调度单元，其部署方式分为 声明式（YAML） 和 命令式（kubectl） 两种：

(1) 声明式部署（推荐）

通过 YAML 文件定义 Pod 规格，由 Kubernetes 确保实际状态与声明一致：

# pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.23
    ports:
    - containerPort: 80
  - name: sidecar
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "tail -f /dev/null"]

应用配置：

kubectl apply -f pod.yaml

(2) 命令式部署

直接通过 kubectl 命令创建临时 Pod（适合调试）：

kubectl run my-pod --image=nginx:1.23 --port=80

2. Pod 共享网络机制

同一 Pod 内的所有容器共享 网络命名空间，表现为：
• 同一 IP 地址：所有容器共享 Pod IP，外部通过该 IP 访问。
• localhost 通信：容器间通过 localhost:port 直接通信，无需服务发现。
• 共享端口空间：容器端口不能冲突（如两个容器同时监听 80 端口会导致错误）。

底层实现

• Infra 容器：每个 Pod 启动时先创建 pause 容器（由 Kubernetes 维护），负责创建共享的网络命名空间。
• 其他容器：通过 --net=container:<infra-container-id> 加入该网络命名空间。

3. Pod 的原子性部署

• 整体调度：Pod 是 Kubernetes 的最小调度单元，所有容器作为一个整体被调度到同一节点。
• 原子生命周期：
• 创建：所有容器同时启动，任一容器启动失败则 Pod 进入 Error 状态。
• 删除：所有容器同时终止，Kubernetes 发送 SIGTERM 信号并等待优雅退出（默认 30 秒后强制终止）。

4. Pod 生命周期

Pod 的生命周期由多个阶段（Phase）和状态（Conditions）组成：

(1) 生命周期阶段（Phase）

阶段	描述
Pending	Pod 已被调度到节点，但至少一个容器未完成启动（如镜像下载中）。
Running	所有容器已创建，至少一个容器处于运行状态。
Succeeded	所有容器正常退出（退出码为 0），且不再重启。
Failed	至少一个容器非正常退出（退出码非 0），且所有容器已终止。
Unknown	Pod 状态无法获取（通常因节点失联导致）。

(2) 关键事件与探针

• Init Containers：在应用容器前运行的初始化容器，必须全部成功。

spec:
  initContainers:
  - name: init-db
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup db-service; do sleep 2; done']

• 探针（Probes）：控制容器健康状态和流量接收。

livenessProbe:    # 存活检查：失败则重启容器
  httpGet:
    path: /healthz
    port: 8080
readinessProbe:   # 就绪检查：失败则从 Service 移除端点
  exec:
    command: ["cat", "/tmp/ready"]

(3) 重启策略（RestartPolicy）

• Always（默认）：容器退出后自动重启。
• OnFailure：仅当容器非正常退出（退出码非 0）时重启。
• Never：不重启。

5. Pod 相关操作指令

(1) 创建与删除

# 从 YAML 创建
kubectl apply -f pod.yaml

# 删除 Pod
kubectl delete pod my-pod

(2) 查看状态

# 查看 Pod 列表
kubectl get pods [-o wide] [--watch]

# 查看 Pod 详情（含事件日志）
kubectl describe pod my-pod

(3) 调试与日志

# 查看容器日志
kubectl logs my-pod -c nginx [--follow] [--tail=100]

# 进入容器终端
kubectl exec -it my-pod -c nginx -- /bin/sh

# 复制文件到 Pod
kubectl cp /local/file my-pod:/path/in/pod

(4) 资源管理

# 编辑运行中的 Pod 配置（临时调试）
kubectl edit pod my-pod

# 强制删除卡在 Terminating 的 Pod
kubectl delete pod my-pod --grace-period=0 --force

6. 常见问题与解决

• Pending 状态：检查资源配额、镜像拉取权限或节点污点（Taints）。
• CrashLoopBackOff：查看容器日志 (kubectl logs --previous) 定位启动错误。
• 网络不通：验证 kube-proxy 是否正常运行，检查网络插件（Calico/Flannel）状态。
• 存储挂载失败：确认 PersistentVolumeClaim (PVC) 是否已绑定。

总结

• Pod 是原子单位：所有容器共享网络、存储，同生共死。
• 声明式管理：通过 YAML 定义，由 Kubernetes 确保状态一致性。
• 生命周期控制：探针和重启策略保障应用高可用。
• 核心操作指令：kubectl get/describe/logs/exec 是调试 Pod 的必备工具。

理解 Pod 的原理和操作，是掌握 Kubernetes 应用编排的基础。