kubernetes之Service Pod

最新推荐文章于 2024-08-03 20:12:22 发布

weixin_46447154

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文章标签： kubernetes 运维 docker

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46447154/article/details/128106234

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本文介绍了Kubernetes中Service的概念，作为一组Pod对外的访问接口，解决Pod IP变化和服务发现的问题。同时，深入探讨了Pod的详细配置，包括容器、环境变量、端口配置、资源配额等，并阐述了如何创建、查看和管理Pod。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

kubernetes之Service Pod

Service

利用Deployment来创建一组Pod来提供具有高可用性的服务。

虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP，然而却存在如下两问题：

· Pod IP 会随着Pod的重建产生变化

· Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问

这样对于访问这个服务带来了难度。因此，kubernetes设计了Service来解决这个问题。

Service可以看作是一组同类Pod****对外的访问接口****。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NDHOHzCD-1669730420066)(file:///C:\Users\左冕\AppData\Local\Temp\ksohtml39340\wps2.png)]

创建集群内部可访问的Service

 暴露Service
[root@master ~]# kubectl create  ns dev
namespace/dev created
[root@master ~]# kubectl create deploy nginx --image=nginx--port=80  -n dev
deployment.apps/nginx created
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed

 查看service
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx1 -n dev -o wide
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE     SELECTOR
svc-nginx1   ClusterIP   10.96.117.150    <none>        80/TCP    3m51s   run=nginx

# 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[root@master ~]# curl 10.96.149.150:80
<!DOCTYPE html><html><head><title>Welcome to nginx!</title></head><body><h1>Welcome to nginx!</h1>
.......</body></html>

创建集群外部也可访问的Service

# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只用集群内部可访问# 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort
[root@master ~]#  kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed

# 此时查看，会发现出现了NodePort类型的Service，而且有一对Port（80:31928/TC）
[root@master ~]#  kubectl get svc  svc-nginx2  -n dev -o wide
NAME         TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE   SELECTOR
svc-nginx2   NodePort   10.98.94.181   <none>        80:31928/TCP   11s   app=nginx

删除Service

[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx1 -n dev
service "svc-nginx1" deleted
配置方式
[root@master ~]# vim svc-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-nginx
  namespace: dev
spec:
  clusterIP: 10.9109.110.231      #固定svc的内网ip
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: nginx
  type: ClusterIP

# 创建
[root@master ~]# kubectl create -f svc-nginx.yaml
service/svc-nginx created

# 删除
[root@master ~]# kubectl delete -f svc-nginx.yaml
service "svc-nginx" deleted

pod详解

//pod的资源清单

apiVersion: v1                           #必选，版本号，例如v1
kind: Pod       　                       #必选，资源类型，例如 Pod
metadata:       　                       #必选，元数据
  name: string                           #必选，Pod名称
  namespace: string                      #Pod所属的命名空间,默认为"default"
  labels:       　　                     #自定义标签列表
    - name: string      　          
spec:                                    #必选，Pod中容器的详细定义
  containers:                            #必选，Pod中容器列表
  - name: string                         #必选，容器名称
    image: string                        #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [ Always|Never|IfNotPresent ]   #获取镜像的策略 
    command: [string]                    #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]                       #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string                   #容器的工作目录
    volumeMounts:                        #挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string                       #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string                  #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean                  #是否为只读模式
    ports:                               #需要暴露的端口库号列表
    - name: string                       #端口的名称
      containerPort: int                 #容器需要监听的端口号
      hostPort: int                      #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string                   #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:                                 #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string                       #环境变量名称
      value: string                      #环境变量的值
    resources:                           #资源限制和请求的设置
      limits:                            #资源限制的设置
        cpu: string                      #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string                   #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests:                          #资源请求的设置
        cpu: string                      #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string                   #内存请求,容器启动的初始可用数量
    lifecycle:                           #生命周期钩子
        postStart:                       #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启
        preStop:                         #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止
    livenessProbe:                       #对Pod内各容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器
      exec:       　                     #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]                #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:                           #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:                         #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0            #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0    　　         #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0     　　         #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged: false
  restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]  #Pod的重启策略
  nodeName: <string>                    #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
  nodeSelector: obeject                 #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上
  imagePullSecrets:                     #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
  - name: string
  hostNetwork: false                    #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
  volumes:                              #在该pod上定义共享存储卷列表
  - name: string                        #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
    emptyDir: {}                        #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
    hostPath: string                    #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
      path: string      　　            #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
    secret:       　　　                #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secret对象到容器内部
      scretname: string  
      items:     
      - key: string
        path: string
    configMap:                          #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
      name: string
      items:
      - key: string
        path: string
#小提示：
#   在这里，可通过一个命令来查看每种资源的可配置项
#   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@master ~]# 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

[root@master ~]# kubectl explain pod.metadata
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: metadata <Object>
FIELDS:
   annotations  <map[string]string>
   clusterName  <string>
   creationTimestamp    <string>
   deletionGracePeriodSeconds   <integer>
   deletionTimestamp    <string>
   finalizers   <[]string>
   generateName <string>
   generation   <integer>
   labels       <map[string]string>
   managedFields        <[]Object>
   name <string>
   namespace    <string>
   ownerReferences      <[]Object>
   resourceVersion      <string>
   selfLink     <string>
   uid  <string>

在kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的，主要包含5部分：

1、apiVersion 版本，由kubernetes内部定义，版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到

2、kind 类型，由kubernetes内部定义，版本号必须可以用 kubectl api-resources 查询到

3、metadata 元数据，主要是资源标识和说明，常用的有name、namespace、labels等

4、spec描述，这是配置中最重要的一部分，里面是对各种资源配置的详细描述

5、status状态信息，里面的内容不需要定义，由kubernetes自动生成

在上面的属性中，spec是接下来研究的重点，继续看下它的常见子属性:

1、containers <[]Object> 容器列表，用于定义容器的详细信息

2、nodeName 根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上

3、nodeSelector <map[]> 根据NodeSelector中定义的信息选择将该Pod调度到包含这些label的Node 上

4、hostNetwork 是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络

5、volumes <[]Object> 存储卷，用于定义Pod上面挂载的存储信息

6、restartPolicy 重启策略，表示Pod在遇到故障的时候的处理策略

pod配置

[root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: containers <[ ]Object>             # 数组，代表可以有多个容器
FIELDS:
   name  <string>                            # 容器名称
   image <string>                            # 容器需要的镜像地址
   imagePullPolicy  <string>                 # 镜像拉取策略 
   command  <[ ]string>                      # 容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
   args     <[ ]string>                      # 容器的启动命令需要的参数列表
   env      <[ ]Object>                      # 容器环境变量的配置
   ports    <[ ]Object>                      # 容器需要暴露的端口号列表
   resources <Object>                        # 资源限制和资源请求的设置

# 基本配置
[root@master ~]# vim pod-haha.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-haha
  namespace: dev
  labels:
    user: user1
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  - name: busybox
    image: busybox:1.30

上面定义了一个比较简单Pod的配置，里面有两个容器：
nginx：用1.17.1版本的nginx镜像创建，（nginx是一个轻量级web容器）
busybox：用1.30版本的busybox镜像创建，（busybox是一个小巧的linux命令集合）

[root@master ~]# kubectl create -f pod-haha.yaml
pod/pod-haha created
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME                    READY   STATUS              RESTARTS          AGE
pod-haha                0/2     Completed               0             2m55s

镜像拉取
[root@master ~]# vim pod-imagepullpolicy.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-imagepullpolicy
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: Never
  - name: busybox
    image: busybox:1.30


imagePullPolicy，用于设置镜像拉取策略，kubernetes支持配置三种拉取策略：

Always：总是从远程仓库拉取镜像（一直远程下载）
IfNotPresent：本地有则使用本地镜像，本地没有则从远程仓库拉取镜像（本地有就本地 本地没远程下载）
Never：只使用本地镜像，从不去远程仓库拉取，本地没有就报错 （一直使用本地）

默认值说明：
如果镜像tag为具体版本号， 默认策略是：IfNotPresent
如果镜像tag为：latest（最终版本） ，默认策略是always


[root@master ~]#  kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
pod/pod-imagepullpolicy created

创建Pod

[root@master pod]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
pod/pod-imagepullpolicy created

查看Pod详情

此时明显可以看到nginx镜像有一步Pulling image "nginx:1.17.1"的过程

[root@master pod]# kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev
......
Events:
  Type     Reason     Age               From               Message
  ----     ------     ----              ----               -------
  Normal   Scheduled  <unknown>         default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-imagePullPolicy to node1
  Normal   Pulling    30s               kubelet, node1     Pulling image "nginx:1.17.1"
  Normal   Pulled     25s               kubelet, node1     Successfully pulled image "nginx:1.17.1"
  Normal   Created    25s               kubelet, node1     Created container nginx
  Normal   Started    24s               kubelet, node1     Started container nginx
  Normal   Pulled     7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Container image "busybox:1.30" already present on machine
  Normal   Created    7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Created container busybox
  Normal   Started    7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Started container busybox

启动命令
在前面的案例中，一直有一个问题没有解决，就是的busybox容器一直没有成功运行，那么到底是什么原因导致这个容器的故障呢？

原来busybox并不是一个程序，而是类似于一个工具类的集合，kubernetes集群启动管理后，它会自动关闭。解决方法就是让其一直在运行，这就用到了command配置。

创建pod-command.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-command
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]
command，用于在pod中的容器初始化完毕之后运行一个命令。
稍微解释下上面命令的意思：
“/bin/sh”,“-c”, 使用sh执行命令
touch /tmp/hello.txt; 创建一个/tmp/hello.txt 文件
while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done; 每隔3秒向文件中写入当前时间

[root@master ~]#  kubectl create -f pod-command.yaml
pod/pod-command1 created
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                    READY   STATUS             RESTARTS        AGE
pod-command1            2/2     Running            0               1m55s

进入pod中的busybox容器，查看文件内容

补充一个命令: kubectl exec pod名称 -n 命名空间 -it -c 容器名称 /bin/sh 在容器内部执行命令

使用这个命令就可以进入某个容器的内部，然后进行相关操作了

比如，可以查看txt文件的内容

[root@master ~]# kubectl exec pod-command1 -n dev -it -c busybox /bin/sh
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
/ #  tail -f /tmp/hello.txt
05:38:48
05:38:51
05:38:54
05:38:57
05:39:00
05:39:03

环境变量

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-env
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","while true;do /bin/echo $(date +%T);sleep 60; done;"]
    env: # 设置环境变量列表
    - name: "username"
      value: "admin"
    - name: "password"
      value: "123456"

env，环境变量，用于在pod中的容器设置环境变量。

# 创建Pod
[root@master ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
pod/pod-env created

# 进入容器，输出环境变量
[root@master ~]# kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh
/ # echo $username
admin
/ # echo $password
666666

端口配置

[root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: ports <[ ]Object>
FIELDS:
   name         <string>                 # 端口名称，如果指定，必须保证name在pod中是唯一的		
   containerPort<integer>                # 容器要监听的端口(0<x<65536)
   hostPort     <integer>                # 容器要在主机上公开的端口，如果设置，主机上只能运行容器的一个副本(一般省略) 
   hostIP       <string>                 # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)
   protocol     <string>                 # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。


[root@master ~]# vim haha-ports.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-ports
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: Never
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP
创建Pod
[root@master ~]# kubectl create -f haha-ports.yaml
pod/pod-ports created
[root@master ~]# kubectl get pod -n  dev
NAME                    READY   STATUS             RESTARTS        AGE
pod-ports               1/1     Running            0               46s

查看pod
在下面可以明显看到配置信息
[root@master ~]#  kubectl get pod pod-ports -n dev -o yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: "2022-11-29T05:46:50Z"
  name: pod-ports
  namespace: dev
  resourceVersion: "16467"
  uid: 0e2c68b3-2346-1245-8b18-11a3df77dabf
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: Never
    name: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
      name: nginx-port
      protocol: TCP


访问容器中的程序需要使用的是Podip:containerPort
[root@master ~]# kubectl get pod pod-ports -n dev -o wide
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP            NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-ports   1/1     Running   0          1m1s   11.244.1.16   node1               <none>           <none>
[root@master ~]# curl 10.244.1.16
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>

资源配额
容器中的程序要运行，肯定是要占用一定资源的，比如cpu和内存等，如果不对某个容器的资源做限制，那么它就可能吃掉大量资源，导致其它容器无法运行。针对这种情况，kubernetes提供了对内存和cpu的资源进行配额的机制，这种机制主要通过resources选项实现，他有两个子选项：

limits：用于限制运行时容器的最大占用资源，当容器占用资源超过limits时会被终止，并进行重启
requests ：用于设置容器需要的最小资源，如果环境资源不够，容器将无法启动
可以通过上面两个选项设置资源的上下限。

[root@master ~]# vim haha-resources.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: haha-resources
  namespace:dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: Never
    resources:                   //资源限制
      limits:                    //资源限制（上限）
        cpu: "2"                 //cpu限制，单位是core数
        memory: "10Gi"           //内存限制
      requests:                  //请求资源
        cpu: "1"
        memory: "10Mi"

在这对cpu和memory的单位做一个说明：

cpu：core数，可以为整数或小数
memory：内存大小，可以使用Gi、Mi、G、M等形式


[root@master ~]# kubectl create -f haha-resources.yaml
pod/haha-resources created
[root@master ~]# kubectl get pod -n  dev
NAME                    READY   STATUS             RESTARTS       AGE
haha-resources          1/1     running            0              30s
先停止删除该pod
[root@master ~]# kubectl create -f haha-resources.yaml
pod/haha-resources created

#再编辑pod，修改resources.requests.memory的值为10Gi
[root@master ~]# vim haha-resources.yaml

[root@master ~]# kubectl create -f haha-resources.yaml
pod/haha-resources created
[root@master ~]# kubectl get pod -n  dev
NAME                    READY   STATUS             RESTARTS         AGE
haha-resources          0/1     Pending            0                10s

[root@master ~]# kubectl describe pod haha-resources -n dev
 Warning  FailedScheduling  30s   default-scheduler  0/3 nodes are available: 1 node(s) had untolerated taint {node-role.kubernetes.io/control-plane: }, 1 node(s) had untolerated taint {node.kubernetes.io/unreachable: }, 2 Insufficient cpu, 3 Insufficient memory. preemption: 0/3 nodes are available: 1 No preemption victims found for incoming pod, 2 Preemption is not helpful for scheduling.

READY STATUS RESTARTS AGE
haha-resources 0/1 Pending 0 10s

[root@master ~]# kubectl describe pod haha-resources -n dev
Warning FailedScheduling 30s default-scheduler 0/3 nodes are available: 1 node(s) had untolerated taint {node-role.kubernetes.io/control-plane: }, 1 node(s) had untolerated taint {node.kubernetes.io/unreachable: }, 2 Insufficient cpu, 3 Insufficient memory. preemption: 0/3 nodes are available: 1 No preemption victims found for incoming pod, 2 Preemption is not helpful for scheduling.