第5章 K8s基础篇-基本概念

原创已于 2023-08-28 17:09:14 修改 · 2.6k 阅读

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#kubernetes #运维开发 #运维 #k8s #云原生

于 2021-11-25 17:00:11 首次发布

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本文详细介绍了Kubernetes中的Pod管理，包括如何通过API服务器和CM进行扩容，Pod的命名空间隔离，以及自定义Pod的yaml配置。此外，还深入探讨了Pod的健康检查机制，如StartupProbe、LivenessProbe和ReadinessProbe的作用和检测方式。最后，提到了Pod的退出流程和生命周期管理，特别是预停止钩子(preStop)的执行问题。

01 master节点

举个栗子：你启动3个nginx 副本，此时你想扩容至5个，输入完对应命令后，kube-apiserver会通通知cm，cm实施具体的容器扩缩容操作。

02 Node节点

查看kube-proxy工作模式

iptables在规则多的时候，性能急剧下降，所以我们一般使用ipvs。eBPY将来可能会取代kube-proxy。

03 Pod

3.0 pod概念

k8s查看pod是通过命名空间隔离的，需指定命名空间，不指定默认是default namespace;

具有命名空间(namespace)隔离性:Pod,RC,RS,Deployment,Setfulset，Service,Ingress,HPA,ConfigMap等

不具有命名空间隔离性的：PV，RPAC，srorageclass,ingressclass等

不同namespace有不同资源，但也可以具有相同名称的资源。

3.1自定义一个pod

[root@k8s-master01 ~]# less pod.yaml 
[root@k8s-master01 ~]# pwd
/root
[root@k8s-master01 ~]# cat pod.yaml 
apiVersion: v1 # 必选，API的版本号
kind: Pod       # 必选，类型Pod
metadata:       # 必选，元数据
  name: nginx   # 必选，符合RFC 1035规范的Pod名称
  # namespace: default # 可选，Pod所在的命名空间，不指定默认为default，可以使用-n 指定namespace 
  labels:       # 可选，标签选择器，一般用于过滤和区分Pod
    app: nginx
    role: frontend # 可以写多个
  annotations:  # 可选，注释列表，可以写多个
    app: nginx
spec:   # 必选，用于定义容器的详细信息
#  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 "I am InitContainer for init some configuration"
#    image: busybox
#    imagePullPolicy: IfNotPresent
#    name: init-container
  containers:   # 必选，容器列表
  - name: nginx # 必选，符合RFC 1035规范的容器名称
    image: nginx:1.15.2    # 必选，容器所用的镜像的地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent     # 可选，镜像拉取策略, IfNotPresent: 如果宿主机有这个镜像，那就不需要拉取了. Always: 总是拉取, Never: 不管是否存储都不拉去
    command: # 可选，容器启动执行的命令 ENTRYPOINT, arg --> cmd
    - nginx 
    - -g
    - "daemon off;"
    workingDir: /usr/share/nginx/html       # 可选，容器的工作目录
#    volumeMounts:   # 可选，存储卷配置，可以配置多个
#    - name: webroot # 存储卷名称
#      mountPath: /usr/share/nginx/html # 挂载目录
#      readOnly: true        # 只读
    ports:  # 可选，容器需要暴露的端口号列表
    - name: http    # 端口名称
      containerPort: 80     # 端口号
      protocol: TCP # 端口协议，默认TCP
    env:    # 可选，环境变量配置列表
    - name: TZ      # 变量名
      value: Asia/Shanghai # 变量的值
    - name: LANG
      value: en_US.utf8
#    resources:      # 可选，资源限制和资源请求限制
#      limits:       # 最大限制设置
#        cpu: 1000m
#        memory: 1024Mi
#      requests:     # 启动所需的资源
#        cpu: 100m
#        memory: 512Mi
#    startupProbe: # 可选，检测容器内进程是否完成启动。注意三种检查方式同时只能使用一种。
#      httpGet:      # httpGet检测方式，生产环境建议使用httpGet实现接口级健康检查，健康检查由应用程序提供。
#            path: /api/successStart # 检查路径
#            port: 80
#    readinessProbe: # 可选，健康检查。注意三种检查方式同时只能使用一种。
#      httpGet:      # httpGet检测方式，生产环境建议使用httpGet实现接口级健康检查，健康检查由应用程序提供。
#            path: / # 检查路径
#            port: 80        # 监控端口
#    livenessProbe:  # 可选，健康检查
      #exec:        # 执行容器命令检测方式
            #command: 
            #- cat
            #- /health
    #httpGet:       # httpGet检测方式
    #   path: /_health # 检查路径
    #   port: 8080
    #   httpHeaders: # 检查的请求头
    #   - name: end-user
    #     value: Jason 
#      tcpSocket:    # 端口检测方式
#            port: 80
#      initialDelaySeconds: 60       # 初始化时间
#      timeoutSeconds: 2     # 超时时间
#      periodSeconds: 5      # 检测间隔
#      successThreshold: 1 # 检查成功为2次表示就绪
#      failureThreshold: 2 # 检测失败1次表示未就绪
#    lifecycle:
#      postStart: # 容器创建完成后执行的指令, 可以是exec httpGet TCPSocket
#        exec:
#          command:
#          - sh
#          - -c
#          - 'mkdir /data/ '
#      preStop:
#        httpGet:      
#              path: /
#              port: 80
      #  exec:
      #    command:
      #    - sh
      #    - -c
      #    - sleep 9
  restartPolicy: Always   # 可选，默认为Always，容器故障或者没有启动成功，那就自动该容器，Onfailure: 容器以不为0的状态终止，自动重启该容器, Never:无论何种状态，都不会重启
  #nodeSelector: # 可选，指定Node节点
  #      region: subnet7
#  imagePullSecrets:     # 可选，拉取镜像使用的secret，可以配置多个
#  - name: default-dockercfg-86258
#  hostNetwork: false    # 可选，是否为主机模式，如是，会占用主机端口
#  volumes:      # 共享存储卷列表
#  - name: webroot # 名称，与上述对应
#    emptyDir: {}    # 挂载目录
#        #hostPath:              # 挂载本机目录
#        #  path: /etc/hosts

解决vim 黏贴多行乱码问题可使用set paste:vim 使用set paste 解决多行复制粘贴乱序问题_FeelTouch-优快云博客

1核cpu=1000m

创建pod

kubectl create   -f pod.yaml

删除镜像命令：等待30s pod删除。

pod一般是用deployment,statefulset,daeminset管理；

3.2 Pod探针

StartupProbe（最新）：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已经启动。如果配置了startupProbe，就会先禁止其他的探测，直到它成功为止，成功后将不在进行探测。
LivenessProbe：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：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，那么久代表这个容器已经完成启动，并且程序已经是可以接受流量的状态。
上面三种健康检查方式同时只能使用一种；

3.3 Pod探针的检测方式

ExecAction：在容器内执行一个命令，如果返回值为0，则认为容器健康。
TCPSocketAction：通过TCP连接检查容器内的端口是否是通的，如果是通的就认为容器健康。（不可靠，比如应用程序假死，而此时telnet和curl都是正常）
HTTPGetAction（生产推荐使用）：通过应用程序暴露的API地址来检查程序是否是正常的，如果状态码为200~400之间，则认为容器健康。

3.4 k8s引入StartupProbe原因

#      initialDelaySeconds: 60       # 初始化时间
#      timeoutSeconds: 5     # 超时时间
#      periodSeconds: 10      # 检测间隔
#      successThreshold: 1 # 检查成功为1次表示就绪
#      failureThreshold: 5 # 检测失败5次表示未就绪
是单次检查应该是10 + 5 = 15秒（periodSeconds + timeoutSeconds），最长的重启时间为（10 + 5）* 5 
（periodSeconds + timeoutSeconds） * failureThreshold.
如程序有问题，则经过75s+60s（初始化时间）还没起起来，则kubelet则会杀掉重启，然后再经过135s还是没通你通过，kubelet再次重启，进入死循环。为了解决这个问题，k8s引入了StartupProbe探针。如果程序启动特别慢，那就要配置StartupProbe，StartupProbe通过后才依次进行后面的livenessProbe（kubelet不杀应用）和readinessProbe（分配流量）

3.5 探针检查参数配置

# initialDelaySeconds: 60 # 初始化时间，启动后等多久去检查

# timeoutSeconds: 2 # 超时时间

# periodSeconds: 5 # 检测间隔

# successThreshold: 1 # 检查成功为1次表示就绪

# failureThreshold: 2 # 检测失败2次表示未就绪

pod.yaml打开对startupProbe的注释

kubectl create -f pod.yaml

kubectl describe po nginx

pod不可以直接进行replace或apply去替换，就算替换成功也不能滚动发布，所以先删除；

然后修改：vim pod.yaml

验证成功

测试

pod退出流程

pod.yaml配置如下，虽然prestop里sleep 90s,但实际停止nginx这个pod只花费34s左右，显然sleep 90s未生效。原因是pod.yaml里的terminationGracePeriodSeconds是30s。

[root@k8s-master01 ~]# cat pod.yaml 
apiVersion: v1 # 必选，API的版本号
kind: Pod       # 必选，类型Pod
metadata:       # 必选，元数据
  name: nginx   # 必选，符合RFC 1035规范的Pod名称
  # namespace: default # 可选，Pod所在的命名空间，不指定默认为default，可以使用-n 指定namespace 
  labels:       # 可选，标签选择器，一般用于过滤和区分Pod
    app: nginx
    role: frontend # 可以写多个
  annotations:  # 可选，注释列表，可以写多个
    app: nginx
spec:   # 必选，用于定义容器的详细信息
#  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 "I am InitContainer for init some configuration"
#    image: busybox
#    imagePullPolicy: IfNotPresent
#    name: init-container
  containers:   # 必选，容器列表
  - name: nginx # 必选，符合RFC 1035规范的容器名称
    image: nginx:1.15.2    # 必选，容器所用的镜像的地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent     # 可选，镜像拉取策略, IfNotPresent: 如果宿主机有这个镜像，那就不需要拉取了. Always: 总是拉取, Never: 不管是否存储都不拉去
    command: # 可选，容器启动执行的命令 ENTRYPOINT, arg --> cmd
    - nginx 
    - -g
    - "daemon off;"
    workingDir: /usr/share/nginx/html       # 可选，容器的工作目录
#    volumeMounts:   # 可选，存储卷配置，可以配置多个
#    - name: webroot # 存储卷名称
#      mountPath: /usr/share/nginx/html # 挂载目录
#      readOnly: true        # 只读
    ports:  # 可选，容器需要暴露的端口号列表
    - name: http    # 端口名称
      containerPort: 80     # 端口号
      protocol: TCP # 端口协议，默认TCP
    env:    # 可选，环境变量配置列表
    - name: TZ      # 变量名
      value: Asia/Shanghai # 变量的值
    - name: LANG
      value: en_US.utf8
#    resources:      # 可选，资源限制和资源请求限制
#      limits:       # 最大限制设置
#        cpu: 1000m
#        memory: 1024Mi
#      requests:     # 启动所需的资源
#        cpu: 100m
#        memory: 512Mi
#    startupProbe: # 可选，检测容器内进程是否完成启动。注意三种检查方式同时只能使用一种。
#      httpGet:      # httpGet检测方式，生产环境建议使用httpGet实现接口级健康检查，健康检查由应用程序提供。
#            path: /api/successStart # 检查路径
#            port: 80
#       tcpSocket:
#         port: 80 
#   readinessProbe: # 可选，健康检查。注意三种检查方式同时只能使用一种。
#     httpGet:      # httpGet检测方式，生产环境建议使用httpGet实现接口级健康检查，健康检查由应用程序提供。
#           path: / # 检查路径
#           port: 80        # 监控端口
#   livenessProbe:  # 可选，健康检查
#     exec:        # 执行容器命令检测方式
#           command: 
#           - ls
#   #httpGet:       # httpGet检测方式
#   #   path: /_health # 检查路径
#   #   port: 8080
#   #   httpHeaders: # 检查的请求头
#   #   - name: end-user
#   #     value: Jason 
#      tcpSocket:    # 端口检测方式
#            port: 80
#     initialDelaySeconds: 3       # 初始化时间
#     timeoutSeconds: 2     # 超时时间
#     periodSeconds: 2      # 检测间隔
#     successThreshold: 1 # 检查成功为2次表示就绪
#     failureThreshold: 1 # 检测失败1次表示未就绪
    lifecycle:
#      postStart: # 容器创建完成后执行的指令, 可以是exec httpGet TCPSocket
#        exec:
#          command:
#          - sh
#          - -c
#          - 'mkdir /data/ '
       preStop:
#        httpGet:      
#              path: /
#              port: 80
         exec:
           command:
           - sh
           - -c
           - sleep 90
  restartPolicy: Always   # 可选，默认为Always，容器故障或者没有启动成功，那就自动该容器，Onfailure: 容器以不为0的状态终止，自动重启该容器, Never:无论何种状态，都不会重启
  #nodeSelector: # 可选，指定Node节点
  #      region: subnet7
#  imagePullSecrets:     # 可选，拉取镜像使用的secret，可以配置多个
#  - name: default-dockercfg-86258
#  hostNetwork: false    # 可选，是否为主机模式，如是，会占用主机端口
#  volumes:      # 共享存储卷列表
#  - name: webroot # 名称，与上述对应
#    emptyDir: {}    # 挂载目录
#        #hostPath:              # 挂载本机目录
#        #  path: /etc/hosts