Kubernetes 实战：实现 Job 中 Pod 间的主机名通信-优快云博客

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Kubernetes 实战：实现 Job 中 Pod 间的主机名通信

website Kubernetes website and documentation repo: 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/webs/website

概述

在 Kubernetes 中，Job 控制器通常用于运行批处理任务。当 Job 中的多个 Pod 需要相互通信时，传统做法是通过 Kubernetes API 查询其他 Pod 的 IP 地址。但这种方法存在几个问题：增加了 API 服务器的负担，代码复杂度提高，且依赖网络连接。

本文将介绍一种更优雅的解决方案：利用 Kubernetes 的索引完成模式（Indexed Completion Mode）和无头服务（Headless Service），实现 Job 中 Pod 通过主机名直接通信的方法。

技术原理

索引完成模式

索引完成模式是 Job 的一种工作模式，在这种模式下：

每个 Pod 会获得一个唯一的索引号（completionIndex）
Pod 的主机名自动设置为 ${jobName}-${completionIndex} 格式
这种确定性命名规则使得 Pod 可以预测彼此的主机名

无头服务

无头服务（ClusterIP=None）的特点：

不会分配集群 IP
直接为 Pod 创建 DNS 记录
每个 Pod 会获得一个 DNS A 记录，格式为 <pod-hostname>.<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local

实现步骤

1. 创建无头服务

首先需要创建一个无头服务，关键配置点：

clusterIP: None 声明这是一个无头服务
选择器（selector）要匹配 Job 创建的 Pod
通常使用 job-name: <your-job-name> 作为选择器

示例 YAML：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: job-pod-communication
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    job-name: example-job

2. 配置 Job 模板

在 Job 的 Pod 模板中需要：

设置 subdomain 字段为无头服务名称
确保 completionMode: Indexed 以启用索引模式

示例配置：

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: example-job
spec:
  completions: 3
  parallelism: 3
  completionMode: Indexed
  template:
    spec:
      subdomain: job-pod-communication
      containers:
      - name: worker
        image: appropriate-image
        command: ["./worker-program"]

实际应用示例

下面是一个完整的示例，展示了一个 Job 中的 Pod 如何通过主机名相互 ping 通：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: job-network
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    job-name: network-test-job

---
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: network-test-job
spec:
  completions: 3
  parallelism: 3
  completionMode: Indexed
  template:
    spec:
      subdomain: job-network
      restartPolicy: Never
      containers:
      - name: network-tester
        image: bash:latest
        command:
        - bash
        - -c
        - |
          # 获取当前 Pod 的索引
          index=${HOSTNAME##*-}
          
          # 测试与其他 Pod 的连接
          for i in {0..2}; do
            if [ $i -ne $index ]; then
              target="network-test-job-${i}.job-network"
              echo "尝试连接 ${target}..."
              until ping -c 1 $target; do
                echo "等待 ${target} 准备就绪..."
                sleep 1
              done
              echo "成功连接到 ${target}"
            fi
          done
          echo "所有 Pod 连接测试完成"

注意事项

DNS 策略：此方案要求 Pod 使用 ClusterFirst DNS 策略（默认值），不适用于 None 或 Default 策略
命名空间：如果跨命名空间访问，需要使用完全限定域名（FQDN）： <pod-hostname>.<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local
就绪顺序：Pod 启动可能有先后，代码中应包含重试逻辑处理暂时不可达的情况
安全考虑：确保 Pod 间通信是必要的，并考虑使用网络策略限制访问