kubernetes Pod 解析

写在前面:如有问题,以你为准,

目前24年应届生,各位大佬轻喷,部分资料与图片来自网络

内容较长,页面右上角目录方便跳转

Pod 理论基础

概述

Pod 是kubernetes:集群进行管理的最小单元

程序要运行必须部署在容器中,而容器必须存在于Pod中。

Pod 可以认为是容器的封装,一个Pod中可以存在一个或者多个容器

kubernetes 启动时候,各个核心unschedulable组件也是以Pod方式运行的

Pod 结构

  1. 每个Pod中都包含一个或者多个容器,这些容器可以分为两类:
  2. ① 用户程序所在的容器,数量可多可少。
  3. Pause容器,这是每个Pod都会有的一个根容器,它的作用有两个:
    1. 可以以它为依据,评估整个Pod的健康状况
    2. 可以在根容器上设置IP地址,其它容器都共享此IP(Pod的IP),以实现Pod内部的网络通信(这里是Pod内部的通讯,Pod之间的通讯采用虚拟二层网络技术来实现

自主式pod:kubernetes直接创建出来的Pod,这种pod删除后就没有了,也不会重建

控制器创建的pod:kubernetes通过控制器创建的pod,这种pod删除了之后还会自动重建

资源类型为 deployment(pod控制器中的一种)Pod 控制器 解析

端口与pod IP

访问pod里面容器其实就是 pod IP:container port

就是此时访问 1.1:80

此时将多个pod的同端口映射到主机上来,就有端口冲突问题,使用deployment控制创建的pod,有多个pod副本,如果都映射到主机上就会导致冲突,就要使用services来进行类似于haproxy / lvs 的操作

Pod 生命周期

  1. 我们一般将Pod对象从创建到终止的这段时间范围称为Pod的生命周期,它主要包含下面的过程:
    1. Pod创建过程。
    2. 运行初始化容器(init container)过程。
    3. 运行主容器(main container):
      1. 容器启动后钩子(post start)、容器终止前钩子(pre stop)。
      2. 容器的存活性探测(liveness probe)、就绪性探测(readiness probe)。
    4. Pod终止过程

  1. 在整个生命周期中,Pod会出现5种状态相位),分别如下:
    1. 挂起(Pending):API Server已经创建了Pod资源对象,但它尚未被调度完成或者仍处于下载镜像的过程中。
    2. 运行中(Running):Pod已经被调度到某节点,并且所有容器都已经被kubelet创建完成。
    3. 成功(Succeeded):Pod中的所有容器都已经成功终止并且不会被重启。
    4. 失败(Failed):所有容器都已经终止,但至少有一个容器终止失败,即容器返回了非0值的退出状态。
    5. 未知(Unknown):API Server无法正常获取到Pod对象的状态信息,通常由于网络通信失败所导致
    6. 完成(Completed): 一般出现在pod stop了,因为重启策略,无法重启

Pod创建过程

整个集群架构如下图

  1. ① 用户通过kubectl或其他的api客户端提交需要创建的Pod信息给API Server
  2. ② API Server开始生成Pod对象的信息,并将信息存入etcd,然后返回确认信息至客户端。
  3. ③ API Server开始反映etcd中的Pod对象的变化,其它组件使用watch机制(etcd提供)来跟踪检查API Server上的变动。
  4. Scheduler发现有新的Pod对象要创建,开始为Pod分配主机并将结果信息更新至API Server
  5. ⑤ Node节点上的kubelet发现有Pod调度过来,尝试调度Docker启动容器,并将结果回送至API Server。
  6. ⑥ API Server将接收到的Pod状态信息存入到etcd中

Pod终止过程

  1. ① 用户向API Server发送删除Pod对象的命令。
  2. ② API Server中的Pod对象信息会随着时间的推移而更新,在宽限期内(默认30s),Pod被视为dead。
  3. ③ 将Pod标记为terminating状态。
  4. kubelet在监控到Pod对象转为terminating状态的同时启动Pod关闭过程
  5. 端点控制器监控到Pod对象的关闭行为时将其从所有匹配到此端点的service资源的端点列表中移除(不让外部访问)。
  6. ⑥ 如果当前Pod对象定义了preStop钩子处理器,则在其标记为terminating后会以同步的方式启动执行。
  7. ⑦ Pod对象中的容器进程收到停止信号。
  8. 宽限期结束后,如果Pod中还存在运行的进程,那么Pod对象会收到立即终止的信号。
  9. ⑨ kubectl请求API Server将此Pod资源的宽限期设置为0从而完成删除操作,此时Pod对于用户已经不可用了

Pod初始化容器

  1. 初始化容器是在Pod的主容器启动之前要运行的容器,主要是做一些主容器的前置工作,它具有两大特征:
    1. 初始化容器必须运行完成直至结束,如果某个初始化容器运行失败,那么kubernetes需要重启它直至成功完成。
    2. 初始化容器必须按照定义的顺序执行,当且仅当前一个成功之后,后面的一个才能运行。
  2. 初始化容器有很多的应用场景,下面列出的是最常见的几个
    1. 提供主容器镜像中不具备的工具程序或自定义代码。
    2. 初始化容器要先于应用容器串行启动并运行完成,因此可用于延后应用容器的启动直至其依赖的条件得到满足。
  3. 接下来做一个案例,模拟下面这个需求:
    1. 假设要以主容器来运行Nginx,但是要求在运行Nginx之前要能够连接上MySQL和Redis所在的服务器,要先能连上mysql和redis才能启动nginx
    2. 为了简化测试,事先规定好MySQL和Redis所在的IP地址分别为192.168.100.103和192.168.100.104(注意,这两个IP都不能ping通,因为环境中没有这两个IP)。
  4. 具体示例yaml查看下面的Pod yaml 编写中的 spec.initContainers
ifconfig ens160:1 192.168.100.103 netmask 255.255.255.0 up

^C[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -w

NAME                READY   STATUS     RESTARTS   AGE

pod-initcontainer   0/1     Init:0/2   0          2m22s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m2s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m3s

ifconfig ens160:2 192.168.100.104 netmask 255.255.255.0 up

^C[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -w

NAME                READY   STATUS     RESTARTS   AGE

pod-initcontainer   0/1     Init:0/2   0          2m22s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m2s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m3s

pod-initcontainer   0/1     PodInitializing   0          3m38s

pod-initcontainer   1/1     Running           0          3m39s

钩子函数

钩子函数能够感知自身生命周期中的事件,并在相应的时刻到来时运行用户指定的程序代码

  1. ubernetes在主容器启动之后和停止之前提供了两个钩子函数:
    1. post start:容器创建之后执行,如果失败会重启容器。
    2. pre stop:容器终止之前执行,执行完成之后容器将成功终止,在其完成之前会阻塞删除容器的操作。

  1. 钩子处理器支持使用下面的三种方式定义动作
    1. ① exec命令:在容器内执行一次命令。
    2. ② tcpSocket:在当前容器尝试访问指定的socket。
    3. ③ httpGet:在当前容器中向某url发起HTTP请求。

具体示例和整yaml示例查看,Pod yaml 编写中 spec.containers 钩子函数

活性探测

  1. 容器探测用于检测容器中的应用实例是否正常工作,是保障业务可用性的一种传统机制。如果经过探测,实例的状态不符合预期,那么kubernetes就会把该问题实例“摘除”,不承担业务流量。kubernetes提供了两种探针来实现容器探测,分别是:
    1. liveness probes:存活性探测,用于检测应用实例当前是否处于正常运行状态,如果不是,k8s会重启容器
    2. readiness probes:就绪性探测,用于检测应用实例是否可以接受请求,如果不能,k8s不会转发流量

livenessProbe:存活性探测,决定是否重启容器。

readinessProbe:就绪性探测,决定是否将请求转发给容器。

yaml示例查看,Pod yaml 编写中 spec.containers 活性探测

  1. 上面两种探针目前均支持三种探测方式:
    1. ① exec命令:在容器内执行一次命令,如果命令执行的退出码为0,则认为程序正常,否则不正常
    2. ② tcpSocket:将会尝试访问一个用户容器的端口,如果能够建立这条连接,则认为程序正常,否则不正常。
    3. ③ httpGet:调用容器内web应用的URL,如果返回的状态码在200和399之前,则认为程序正常,否则不正常

上面这三个跟钩子函数基本一样,就是上一级字段改成了livenessProbe或readinessProbe

    1. ④ startupProbe,判断容器内应用程序是否已经启动。如果配置了startupProbe探针,就会先禁止其他的探针,直到startupProbe探针成功为止,一旦成功将不再进行探测(k8s在1.16版本之后新增)
      1. 注意这个与livenessProbe,readinessProbe是一个层级

活性探测子属性使用一下方式查看

 kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe
FIELDS:

exec

tcpSocket  

httpGet    

initialDelaySeconds    # 容器启动后等待多少秒执行第一次探测

timeoutSeconds      # 探测超时时间。默认1秒,最小1秒 注意:新版本可能会忽略这个参数

periodSeconds       # 执行探测的频率。默认是10秒,最小1秒

failureThreshold    # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1

successThreshold    # 连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1

重启策略

  1. 在容器探测中,一旦容器探测出现了问题,kubernetes就会对容器所在的Pod进行重启,其实这是由Pod的重启策略决定的,Pod的重启策略有3种,分别如下:
    1. Always:容器失效时,自动重启该容器,默认值
    2. OnFailure:容器终止运行且退出码不为0时重启。
    3. Never:不论状态如何,都不重启该容器。
  2. 重启策略适用于Pod对象中的所有容器,首次需要重启的容器,将在其需要的时候立即进行重启,随后再次重启的操作将由kubelet延迟一段时间后进行,且反复的重启操作的延迟时长以此为10s、20s、40s、80s、160s和300s,300s是最大的延迟时长。

示例查看,Pod yaml 编辑中 spec.restartPolicy

临时容器( EphemeralContainer 

临时容器是一种特殊的容器,该容器可以在现有的 Pod 中临时运行,以便完成我们发起的操作,比如故障排查。我们应该使用临时容器来检查服务,而不是用临时容器来构建应用程序

现在安全要求越来越高,所以很多容器时不能启动sh,然后只能用临时容器来进行调试pod

Pod 是 Kubernetes 集群进行管理的最小单元,由于 Pod 是一次性且可以替换的,因此 Pod 一旦被创建,就无法将容器加入到Pod 中。而且,我们通常使用 Deployment 来删除并替换Pod。但是,有的时候我们需要检查现有 Pod 的状态,比如对难以复现的故障进行排查。在这些场景中,可以在现有 Pod 中运行临时容器来检查其状态并运行任意命令

临时容器中可以看到要调试容器中的进程来进行调试,

临时容器与其他容器的不同之处在于,它们缺少对资源或执行的保证,并且永远不会自动重启, 因此不适用于构建应用程序。 临时容器使用与常规容器相同的 ContainerSpec 节来描述,但许多字段是不兼容和不允许的。

  1. 临时容器没有端口配置,因此像 

ports、

livenessProbe、

readinessProbe 这样的字段是不允许的。

  1. Pod 资源分配是不可变的,因此 

resources 配置是不允许的。

  1. 有关允许字段的完整列表,请参见 EphemeralContainer 参考文档

临时容器是使用 API 中的一种特殊的 ephemeralcontainers 处理器进行创建的, 而不是直接添加到 pod.spec 段,因此无法使用  kubectl edit 来添加一个临时容器。

与常规容器一样,将临时容器添加到 Pod 后,将不能更改或删除临时容器

示例

debug用于起一个临时容器,来对容器进行调试,当退出的时候会自动删除这个临时容器

kubectl run ephemeral-demo --image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9 --restart=Never

kubectl exec -it ephemeral-demo -- sh

# OCI runtime exec failed: exec failed: container_linux.go:346: starting container process caused "exec: \"sh\": executable file not found in $PATH": unknown

kubectl debug -it ephemeral-demo --image=busybox:1.28 --target=ephemeral-demo



Defaulting debug container name to debugger-6wv4n.

If you don't see a command prompt, try pressing enter.

/ # ps -a

PID   USER     TIME  COMMAND

    1 65535     0:00 /pause #这是要调试容器中的进程

   20 root      0:00 sh

   27 root      0:00 ps -a

[root@master DashBoard]# kubectl run ephemeral-demo --image=nginx:1.17.1

pod/ephemeral-demo created

[root@master DashBoard]# kubectl get pod

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE

ephemeral-demo   1/1     Running   0          5s



[root@master DashBoard]# kubectl debug -it ephemeral-demo --image=busybox:1.30 --target=ephemeral-demo

Targeting container "ephemeral-demo". If you don't see processes from this container it may be because the container runtime doesn't support this feature.

Defaulting debug container name to debugger-ctdld.

If you don't see a command prompt, try pressing enter.

/ # ps -a

PID   USER     TIME  COMMAND

    1 root      0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;

    7 101       0:00 nginx: worker process

    8 root      0:00 sh

   14 root      0:00 ps -a

复制新Pod来调试Pod

kubectl run myapp --image=busybox:1.30 --restart=Never -- sleep 1d

kubectl debug myapp -it --image=ubuntu --share-processes --copy-to=myapp-debug

Pod 调度

  1. 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?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。
    1. 自动调度:运行在哪个Node节点上完全由Scheduler经过一系列的算法计算得出。
    2. 定向调度:NodeName、NodeSelector。
      1. 作用对象是pod
    3. 亲和性调度:NodeAffinity、PodAffinity、PodAntiAffinity。
      1. 作用对象是pod
    4. 污点(容忍)调度:Taints、Toleration
      1. 作用对象是node

定向调度

定向调度,指的是利用在Pod上声明的nodeNamenodeSelector,以此将Pod调度到期望的Node节点上。

注意,这里的调度是强制的,这就意味着即使要调度的目标Node不存在,也会向上面进行调度,只不过Pod运行失败而已(会先显示ping然后不显示然后资源)。

nodeName:直接指定调度到哪个node上(示例看 yaml编写中spec.nodeName)

  1. 用于强制约束将Pod调度到指定的name的Node节点上。这种方式,其实是直接跳过Scheduler的调度逻辑,直接将Pod调度到指定名称的节点

nodeSelector:通过selector标签选择器来调度(示例看 yaml编写中spec.selector)

  1. 用于将Pod调度到添加了指定标签的Node节点上,它是通过kubernetes的label-selector机制实现的,会由Scheduler使用MatchNodeSelector调度策略进行label匹配,找出目标node,然后将Pod调度到目标节点,该匹配规则是强制约束

亲和性调度

  1. 虽然定向调度的两种方式,使用起来非常方便,但是也有一定的问题,那就是如果没有满足条件的Node,那么Pod将不会被运行,即使在集群中还有可用的Node列表也不行,这就限制了它的使用场景。
  2. 基于上面的问题,kubernetes还提供了一种亲和性调度(Affinity)。它在nodeSelector的基础之上进行了扩展,可以通过配置的形式,实现优先选择满足条件的Node进行调度如果没有,也可以调度到不满足条件的节点上,使得调度更加灵活
  3. Affinity主要分为三类:
    1. nodeAffinity(node亲和性):以Node为目标,解决Pod可以调度到那些Node的问题。(示例看 yaml编写中spec.affinity.nodeAffinity)
    2. podAffinity(pod亲和性):以Pod为目标,解决Pod可以和那些已存在的Pod部署在同一个拓扑域中的问题。(示例看 yaml编写中spec.affinity.podAffinity)
    3. podAntiAffinity(pod反亲和性):以Pod为目标,解决Pod不能和那些已经存在的Pod部署在同一拓扑域中的问题 (示例看 yaml编写中spec.affinity.podAntiAffinity)

关于亲和性和反亲和性的使用场景的说明:

亲和性:如果两个应用频繁交互,那么就有必要利用亲和性让两个应用尽可能的靠近,这样可以较少因网络通信而带来的性能损耗。

反亲和性:当应用采用多副本部署的时候,那么就有必要利用反亲和性让各个应用实例打散分布在各个Node上,这样可以提高服务的高可用性

污点和容忍

污点是在node角度上,对于有污点的pod,拒绝pod调度到该node

        注:mater就有NoSchedule

容忍是在pod角度上,对于有污点的node,容忍node的污点,就去这个node

污点就是拒绝,容忍就是忽略Node通过污点拒绝Pod调度上去,Pod通过容忍忽略拒绝。

污点Taints(理论实操)

可以站在Node的角度上,通过在Node上添加污点属性,来决定是否运行Pod调度过来

Node被设置了污点之后就和Pod之间存在了一种相斥的关系,进而拒绝Pod调度进来,甚至可以将已经存在的Pod驱逐出去

  1. 污点的格式为:key=value:effect,key和value是污点的标签,effect描述污点的作用,支持如下三个选项:
    1. PreferNoSchedule:kubernetes将尽量避免把Pod调度到具有该污点的Node上,除非没有其他节点可以调度。pod尽量不要来,除非没办法
    2. NoSchedule:kubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上,但是不会影响当前Node上已经存在的Pod。新的不要来,在这的就别动了
    3. NoExecute:kubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上,同时也会将Node上已经存在的Pod驱逐。一个pod都别在我这
命令行操作(增删改查)

labels 是污点的标签

# 设置污点

kubectl taint node <node-name> key=value:effect

# 去除污点

kubectl taint node <node-name> key:effect-

# 去除所有污点

kubectl taint node xxx key-

# 修改就是去除现有,设置新的
# 查询

# 查看指定节点上的污点

kubectl describe node <node-name>

[root@master k8s]# kubectl describe node node1 | grep -i taints

Taints:             tag=snj:NoExecute
# 列出所有节点

# 下载安装 jq

wget -O jq https://github.com/stedolan/jq/releases/download/jq-1.6/jq-linux64

chmod +x ./jq

cp jq /usr/bin

# 列出所有节点的污点方式一

kubectl get nodes -o json | jq '.items[].spec'

# 列出所有节点的污点方式二

kubectl get nodes -o json | jq '.items[].spec.taints'
示例
① 准备节点k8s-node1(为了演示效果更加明显,暂时停止k8s-node2节点)。
② 为k8s-node1节点设置一个污点:

tag=xudaxian:PreferNoSchedule,然后创建Pod1(Pod1可以)。

③ 修改k8s-node1节点的污点为:

tag=xudaxian:NoSchedule,然后创建Pod2(Pod1可以正常运行,Pod2失败)。

④ 修改k8s-node1节点的污点为:

tag=xudaxian:NoExecute,然后创建Pod3(Pod1、Pod2、Pod3失败)

# 第一步,关机 node2

连接node2,执行 init 0

# 第二步,对 node1 设置污点(PreferNoSchedule:pod尽量不要来,除非没办法)

[root@master k8s]# kubectl taint node node1 tag=snj:PreferNoSchedule

node/node1 tainted

[root@master k8s]# kubectl describe node node1 | grep -i taints

Taints:             tag=snj:PreferNoSchedule

# 运行 pod

[root@master k8s]# kubectl run taint1 --image=nginx:1.17.1 -n default

pod/taint1 created

[root@master k8s]# kubectl get pod -n default

NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE

taint1   1/1     Running   0          25s

# 第三步,为k8s-node1取消污点(PreferNoSchedule)

# 并设置污点(NoSchedule:新的不要来,在这的就别动了)

[root@master k8s]# kubectl taint node node1 tag:PreferNoSchedule-

node/node1 untainted

[root@master k8s]# kubectl taint node node1 tag=snj:NoSchedule

node/node1 tainted

[root@master k8s]# kubectl describe node node1 | grep -i taints

Taints:             tag=snj:NoSchedule



# 运行新pod

[root@master k8s]# kubectl run taint2 --image=nginx:1.17.1 -n default

pod/taint2 created

[root@master k8s]# kubectl get pod -n default

NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE

taint1   1/1     Running   0          7m40s

taint2   0/1     Pending   0          18s



# 从上面可以看到,老的pod没问题,新的启动失败

# 第四步,为k8s-node1取消污点(NoSchedule),并设置污点(NoExecute:一个pod都别在我这)

[root@master k8s]# kubectl taint node node1 tag:NoSchedule-

node/node1 untainted

[root@master k8s]# kubectl taint node node1 tag=snj:NoExecute

node/node1 tainted

[root@master k8s]# kubectl describe node node1 | grep -i taints

Taints:             tag=snj:NoExecute

 

# 查看pod,前面的taint1和taint2都没有了

[root@master k8s]# kubectl get pod -n default

No resources found in default namespace.

# 运行新pod

[root@master k8s]# kubectl run taint3 --image=nginx:1.17.1 -n default

pod/taint3 created

[root@master k8s]# kubectl get pod -n default

NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE

taint3   0/1     Pending   0          17s



# 从上面可以看到,老的新的pod都没办法在该node上运行
容忍Toleration(理论)

我们可以在Node上添加污点用来拒绝Pod调度上来,但是如果就是想让一个Pod调度到一个有污点的Node上去,这时候应该怎么做?这就需要使用到容忍

污点就是拒绝,容忍就是忽略Node通过污点拒绝Pod调度上去,Pod通过容忍忽略拒绝。

(示例看 yaml编写中 spec.tolerations)

logs 与 pods 的关系

logs 资源是 pods 子资源

命令行实操(增删改查)

创建

kubectl run <pod-name> <parameter>

    # <parameter>

        # --image 指定镜像

        # --port 指定开放端口

        # --image-pull-policy='' 指定拉取策略

            # Always       总是拉取镜像 (默认)

            # IfNotPresent 本地有则使用本地镜像,不拉取

            # Never        只使用本地镜像,从不拉取,即使本地没有

            # 默认值说明:

               # 如果镜像tag为具体的版本号,默认策略是IfNotPresent。

               # 如果镜像tag为latest(最终版本),默认策略是Always。

        # -n 指定命名空间,不指定默认在 default

# 不使用pod控制器

# --replicas=1 1.18以上已经被弃用,变成了使用create进行创建带控制器的pod

kubectl run nginx-test --image=nginx:1.17.1 --port=80

# 使用pod控制器,资源类型为 deployment

# --replicas 如果不指定则默认为 1

kubectl create deployment nginx-test --image=nginx:1.17.1 --port=80
[root@master k8s]# kubectl create deployment nginx-test --image=nginx:1.17.1 --port=80

deployment.apps/nginx-test created

[root@master k8s]# kubectl get deployment

NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE

nginx-test   1/1     1            1           27s

[root@master k8s]# kubectl get pod

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE

nginx-test-64b9b6cf85-nwc9j   1/1     Running   0          31s

[root@master k8s]# kubectl delete pod nginx-test-64b9b6cf85-nwc9j

pod "nginx-test-64b9b6cf85-nwc9j" deleted

[root@master k8s]# kubectl get pod

NAME                          READY   STATUS              RESTARTS   AGE

nginx-test-64b9b6cf85-vj5w5   0/1     ContainerCreating   0          1s

[root@master k8s]# kubectl get pod

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE

nginx-test-64b9b6cf85-vj5w5   1/1     Running   0          2s

# 真正删除需要

[root@master k8s]# kubectl delete deployment  nginx-test

deployment.apps "nginx-test" deleted

[root@master k8s]# kubectl get deployment

No resources found in default namespace.

[root@master k8s]# kubectl get pod

No resources found in default namespace.

查看

# 查看所有命名空间的pod

kubectl get pods -A

# 查看指定命名空间的pod,下面是递进详细的

kubectl get pods -n <namespace>

kubectl get pods -n <namespace> -o wide

名字            容器数量  状态    重启次数 存在时间   ip地址       所在节点  

snj-nginx-test   1/1    Running    0      26s   10.244.166.132   node1          



kubectl describe pod -n <namespace> <pod-name>

# 非常详细的信息,并且包括pod里面的容器,最下面信息是pod日志

# 一般当pod启动不上来的时候,会用这条命令查看启动日志来排错

删除

kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace>

Pod yaml 编写 示例

查看运行中Pod yaml配置

kubectl get pod -n study nginx-busybox -o yaml

yaml字段整体详解

https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#metadata

kubectl explain pod

# 会出现第一层级的内容,大部分资源第一层级基本都是如 apiVersion kind metadata spec status

# 可以通过点的形式查询下一层级的内容

kubectl explain pod.metadata | less

具体可以查看 kubectl 命令解析中的 expose

apiVersion: v1     #必选,版本号,例如v1,kubectl explain pod 可以看到version

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

spec.containers(容器)

pod.spec.containers 属性,这也是Pod配置中最为关键的一项配置

# 返回的重要属性

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

---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: nginx-busybox

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers:

  - name: nginx

    image: nginx:1.17.1

  - name: busybox

    image: busybox:1.30
  1. 上面定义了一个比较简单的Pod的配置,里面有两个容器:
    1. nginx:用的是1.17.1版本的nginx镜像创建(nginx是一个轻量级的web容器)。
    2. busybox:用的是1.30版本的busybox镜像创建(busybox是一个小巧的linux命令集合)。经常用于做测试工具

出现问题:不是持续运行的pod需要设置启动命令 ,可以看下面的章节中的启动命令

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study

NAME            READY   STATUS             RESTARTS      AGE

nginx-busybox   1/2     CrashLoopBackOff   4 (52s ago)   2m31s

拉取镜像(imagepullpolicy

imagepullpolicy 拉取策略

  1. imagePullPolicy:用于设置镜像拉取的策略,kubernetes支持配置三种拉取策略:
    1. Always:总是从远程仓库拉取镜像(一直远程下载)。
    2. 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(本地有就用本地,本地没有就使用远程下载)。kubectl describe pod -n study
    3. 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,没有就报错)
  2. imagePullSecrets

如果拉取的是私有镜像则需要使用这个来指定secret 

  1. 默认值说明:
    1. 如果镜像tag为具体的版本号,默认策略是IfNotPresent。
    2. 如果镜像tag为latest(最终版本),默认策略是Always。

Always 的事项:

上面已经拉取过这个两个镜像了,如果改成 Always,也不会重复拉取,本地不会多出来一个同版本的镜像

IfNotPresent 的事项:

如果设置了成这个,使用 kubectl describe pod -n study 查看pod创建过程会看到

Container image "nginx:1.17.1" already present on machine #表示本地有这个镜像

Never 的事项:

如果本地没有这个镜像会进行报错

yaml示例

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-imagepullpolicy

  namespace: dev

  labels:

    user: xudaxian

spec:

  containers:

    - name: nginx # 容器名称

      image: nginx:1.17.1 # 容器需要的镜像地址

      imagePullPolicy: IfNotPresent # 用于设置镜像的拉取策略

    - name: busybox # 容器名称

      image: busybox:1.30 # 容器需要的镜像地址

启动命令(command

command 用于在Pod中的容器初始化完毕之后执行一个命令

有一些容器是必须解决启动命令的,比如 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的配置。

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-command

  namespace: dev

  labels:

    user: xudaxian

spec:

  containers:

    - name: nginx # 容器名称

      image: nginx:1.17.1 # 容器需要的镜像地址

      imagePullPolicy: IfNotPresent # 设置镜像拉取策略

    - name: busybox # 容器名称

      image: busybox:1.30 # 容器需要的镜像地址

      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执行一个命令。

这里稍微解释下command中的命令的意思:

"/bin/sh","-c":使用sh执行命令。

touch /tmp/hello.txt 创建一个/tmp/hello.txt的文件。

; 分隔符 (每行命令的结尾,作用类似于回车)

while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt;sleep 3;done;

每隔3秒,向文件写入当前时间

# 在容器中执行命令

# kubectl exec -it pod的名称 -n 命名空间 -c 容器名称 /bin/sh
[root@master k8s]# kubectl exec -it -n  study  nginx-busybox  -c busybox -- tail -f /tmp/hello.txt

14:09:32

14:09:35
command 和 args 区别

特别说明:通过上面发现command已经可以完成启动命令和传递参数的功能,为什么还要提供一个args选项,用于传递参数?其实和Docker有点关系,kubernetes中的command和args两个参数其实是为了实现覆盖Dockerfile中的ENTRYPOINT的功能:

  1. 如果command和args均没有写,那么用Dockerfile的配置。
  2. 如果command写了,但是args没有写,那么Dockerfile默认的配置会被忽略,执行注入的command。
  3. 如果command没有写,但是args写了,那么Dockerfile中配置的ENTRYPOINT命令会被执行,使用当前args的参数。(重要)
  4. 如果command和args都写了,那么Dockerfile中的配置会被忽略,执行command并追加上args参数。

只写 args 使用dockerfile配置中的命令,传入不同的参数

只写 command 会覆盖掉Dockerfile的command和args

环境变量(不推荐)

env 传入环境变量,接受参数是键值对

---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: nginx-busybox

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers:

  - name: nginx

    image: nginx:1.17.1

    imagePullPolicy: IfNotPresent

  - name: busybox

    image: busybox:1.30

    imagePullPolicy: IfNotPresent

    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt;sleep 3;done;"]

    env: # 设置环境变量列表

    - name: "username"

      value: "admin"

    - name: "password"

      value: "123456"

验证

[root@master k8s]# kubectl exec -it -n study nginx-busybox -c busybox /bin/sh

kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.

/ # echo $username

admin

端口设置(ports)

RESOURCE: ports <[]Object>

  name <string> # 端口名称,如果指定,必须保证name在pod中是唯一的,如果只暴露一个端口可以不写

  containerPort <integer> # 容器要监听的端口(0<x<65536),也就是容器和pod打开的端口

  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”
---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: nginx-busybox

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers:

  - name: nginx

    image: nginx:1.17.1

    imagePullPolicy: IfNotPresent

    ports: # 设置映射端口

    - name: nginx-port

      protocol: TCP

      containerPort: 80 # 映射到pod上

  - name: busybox

    image: busybox:1.30

    imagePullPolicy: IfNotPresent

    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt;sleep 3;done;"]

    env:

    - name: "username"

      value: "admin"

访问 PodIP:containerPort

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

nginx-busybox   2/2     Running   0          14s   10.244.166.159   node1   <none>           <none>

[root@master k8s]# curl 10.244.166.159:80

资源配置(resources)

容器中的程序要运行,肯定会占用一定的资源,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的资源,导致其他的容器无法运行。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,它有两个子选项:

  1. limits:用于限制运行的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。
  2. 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。
  3. 可以通过上面的两个选项设置资源的上下限。

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。

---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: nginx-busybox

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers:

  - name: nginx

    image: nginx:1.17.1

    imagePullPolicy: IfNotPresent

    ports:

    - name: nginx-port

      protocol: TCP

      containerPort: 80

    resources: # 资源配额

      limits: # 限制资源的上限

        cpu: 2 # CPU限制,单位是core数

        memory: 10Gi # 内存限制

      requests: # 限制资源的下限

        cpu: 1 # CPU限制,单位是core数

        memory: 10Mi # 内存限制

  - name: busybox

    image: busybox:1.30

    imagePullPolicy: IfNotPresent

    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt;sleep 3;done;"]

    env:

    - name: "username"

      value: "admin"

钩子函数(lifecycle)

  1. 钩子处理器支持使用下面的三种方式定义动作:
    1. ① exec命令:在容器内执行一次命令
      1. command跟上面启动命令的command是一样的
        ……
          lifecycle:
             postStart: 
                exec:
                   command:
                     - cat
                     - /tmp/healthy
        ……
          lifecycle:
             postStart: 
                exec: 
                  command: ["/bin/sh","-c","echo postStart ... > /usr/share/nginx/html/index.html"]

      2. ② tcpSocket:在当前容器尝试访问指定的socket。
        …… 
           lifecycle:
              postStart:
                 tcpSocket:
                    port: 8080
        ……

      3. ③ httpGet:在当前容器中向某url发起HTTP请求。
        …… 
           lifecycle:
              postStart:
                 httpGet:
                    path: / #URI地址
                    port: 80 #端口号
                    host: 192.168.109.100 #主机地址  
                    scheme: HTTP #支持的协议,http或者https
        ……

,以exec方式为例,演示下钩子函数的使用,整体yaml,内容如下-

--

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-hook-exec

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

      lifecycle: # 生命周期配置

        postStart: # 容器创建之后执行,如果失败会重启容器

          exec: # 在容器启动的时候,执行一条命令,修改掉Nginx的首页内容

            command: ["/bin/sh","-c","echo postStart ... > /usr/share/nginx/html/index.html"]

        preStop: # 容器终止之前执行,执行完成之后容器将成功终止,在其完成之前会阻塞删除容器的操作

          exec: # 在容器停止之前停止Nginx的服务

            command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]

测试

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE

pod-hook-exec   1/1     Running   0          14s

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

pod-hook-exec   1/1     Running   0          26s   10.244.166.163   node1   <none>           <none>

[root@master k8s]# curl 10.244.166.163

postStart ...

活性探测(livenessProbe)

(1)exec
apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-liveness-exec

  namespace: dev

  labels:

    user: xudaxian

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

      livenessProbe: # 存活性探针

        exec:

          command: ["/bin/cat","/tmp/hello.txt"] # 执行一个查看文件的命令,没有这个文件必须失败,因为根本没有这个文件,如果这个命令能执行,哪探测是成功的

  1. 观察上面的信息就会发现nginx容器启动之后就进行了健康检查。
  2. 检查失败之后,容器被kill掉,然后尝试进行重启,这是重启策略的作用。
  3. 稍等一会之后,再观察Pod的信息,就会看到RESTARTS不再是0,而是一直增长。
(2)tcpSocket
apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-liveness-tcpsocket

  namespace: dev

  labels:

    user: xudaxian

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

      livenessProbe: # 存活性探针

        tcpSocket:

          port: 8080 # 尝试访问8080端口,必须失败,因为Pod内部只有一个Nginx容器,而且只是监听了80端口

观察上面的信息,发现尝试访问8080端口,但是失败了

稍等一会之后,再观察Pod的信息,就会看到RESTARTS不再是0,而是一直增长。

(3)httpGet
apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-liveness-httpget

  namespace: dev

  labels:

    user: xudaxian

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

      livenessProbe: # 存活性探针

        httpGet: # 其实就是访问http://127.0.0.1:80/hello

          port: 80 # 端口号

          scheme: HTTP # 支持的协议,HTTP或HTTPS

          path: /hello # URI地址

          host: 127.0.0.1 # 主机地址

补充

startupProbe,判断容器内应用程序是否已经启动。如果配置了startupProbe探针,就会先禁止其他的探针,直到startupProbe探针成功为止,一旦成功将不再进行探测(k8s在1.16版本之后新增)注意这个与livenessProbe,readinessProbe是一个层级

活性探测子属性

 kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe

FIELDS:

exec

tcpSocket  

httpGet    

initialDelaySeconds    # 容器启动后等待多少秒执行第一次探测

timeoutSeconds      # 探测超时时间。默认1秒,最小1秒 注意:新版本可能会忽略这个参数

periodSeconds       # 执行探测的频率。默认是10秒,最小1秒

failureThreshold    # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1

successThreshold    # 连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1

卷挂载(volumeMounts)

    volumeMounts:

    - name: sec-ctx-vol #卷名,指定vloumes中的卷名,进行绑定

      mountPath: /data/demo  # 挂载到容器中目录

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: security-context-demo

spec:

  volumes:

  - name: sec-ctx-vol

    emptyDir: {} # 卷类型

  containers:

  - name: sec-ctx-demo

    image: busybox:1.28

    command: [ "sh", "-c", "sleep 1h" ]

    volumeMounts:

    - name: sec-ctx-vol

      mountPath: /data/demo

安全上下文(securityContext)

下面的示例就是设置pod中容器所使用的是指定的用户,这样所有额外创建的文件,包括运行的程序,和登入到容器中的用户都不是root,没办法对容器中系统文件进行修改,大大调高了安全性

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: security-context-demo

spec:

  securityContext:

    runAsUser: 1000 # 指定 Pod 中的所有容器内的进程都使用用户 ID 1000 来运行

    # 如果忽略此字段,则容器的主组 ID 将是 root(0)

    runAsGroup: 3000 # 指定所有容器中的进程都以主组 ID 3000 来运行

    # 如果 runAsGroup 被忽略,则 gid 会取值 0(root)

    # 而进程就能够与 root 用户组所拥有以及要求 root 用户组访问权限的文件交互

    fsGroup: 2000 # 容器中所有进程也会是附组 ID 2000 的一部分

    # 卷 /data/demo 及在该卷中创建的任何文件的属主都会是组 ID 2000

  volumes:

  - name: sec-ctx-vol

    emptyDir: {}

  containers:

  - name: sec-ctx-demo

    image: busybox:1.28

    command: [ "sh", "-c", "sleep 1h" ]

    volumeMounts:

    - name: sec-ctx-vol

      mountPath: /data/demo

    securityContext:

      allowPrivilegeEscalation: false

[root@master DashBoard]# kubectl get pod

NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE

security-context-demo   1/1     Running   0          8m1s

[root@master DashBoard]# kubectl exec -it security-context-demo -- sh

/ $ ps -h

PID   USER     TIME  COMMAND

    1 1000      0:00 sleep 1h

    7 1000      0:00 sh

   14 1000      0:00 ps -a

/ $ cd /data/

/data $ ls -l

total 0

drwxrwsrwx    2 root     2000             6 Feb 28 02:35 demo

# 输出显示 /data/demo 目录的组 ID 为 2000,即 fsGroup 的设置值

/data/demo $ id

uid=1000 gid=3000 groups=2000,3000

# 从输出中你会看到 gid 值为 3000,也就是 runAsGroup 字段的值

spec.initContainers(初始化容器)

初始化容器是在Pod的主容器启动之前要运行的容器

详细可以看上面的Pod生命周期中的初始化容器

下面示例是模拟:nginx容器启动前,判断是否能连上mysql和redis

使用方法小型linux busybox 使用ping命令来测试Pod与其的网络连接

两者都能连上则启动nginx主容器,如果ping不通,pod会一直init状态

initContainers 该字段配置跟containers没有区别就是字段名字上加了一个init

---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-initcontainer

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  initContainers: # 初始化容器配置

    - name: test-mysql

      image: busybox:1.30

      command: ["sh","-c","until ping 192.168.100.103 -c 1;do echo waiting for mysql ...;sleep 2;done;"]

      securityContext:

        privileged: true # 使用特权模式运行容器

    - name: test-redis

      image: busybox:1.30

      command: ["sh","-c","until ping 192.168.100.104 -c 1;do echo waiting for redis ...;sleep 2;done;"]

测试

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study

NAME                READY   STATUS     RESTARTS   AGE

pod-initcontainer   0/1     Init:0/2   0          24s

kubectl describe pod -n study pod-initcontainer

临时添加要ping的ip

ifconfig ens160:1 192.168.100.103 netmask 255.255.255.0 up

^C[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -w

NAME                READY   STATUS     RESTARTS   AGE

pod-initcontainer   0/1     Init:0/2   0          2m22s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m2s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m3s

ifconfig ens160:2 192.168.100.104 netmask 255.255.255.0 up

^C[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -w

NAME                READY   STATUS     RESTARTS   AGE

pod-initcontainer   0/1     Init:0/2   0          2m22s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m2s

pod-initcontainer   0/1     Init:1/2   0          3m3s

pod-initcontainer   0/1     PodInitializing   0          3m38s

pod-initcontainer   1/1     Running           0          3m39s

spec.restartPolicy(重启策略)

  1. 在容器探测中,一旦容器探测出现了问题,kubernetes就会对容器所在的Pod进行重启,其实这是由Pod的重启策略决定的,Pod的重启策略有3种,分别如下:
    1. Always:容器失效时,自动重启该容器,默认值
    2. OnFailure:容器终止运行且退出码不为0时重启。
    3. Never:不论状态如何,都不重启该容器。

下面的yaml使用的是Never

---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-restart-policy

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

      livenessProbe: # 存活性探测

        httpGet:

          port: 80

          path: /hello

          host: 127.0.0.1

          scheme: HTTP

  restartPolicy: Never # 重启策略

多等一会,观察Pod的重试次数,发现一直是0,并未重启

调度

spec.nodeName(定向调度:node)

  1. nodeName用于强制约束将Pod调度到指定的name的Node节点上。这种方式,其实是直接跳过Scheduler的调度逻辑,直接将Pod调度到指定名称的节点。
---

apiVersion: v1

kind: Namespace

metadata:

  name: study

---

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: nginx-nodename

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  nodeName: node2 # 指定调度到node2节点上

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide

NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

nginx-scheduler   1/1     Running   0          12s   10.244.166.164   node2   <none>           <none>

spec.nodeSelector(定向调度:Selector)

给 node添加 label标签

kubectl label node node1 nodeenv=pro

kubectl label node node2 nodeenv=test

编写yaml

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-nodeselector

  namespace: study

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  nodeSelector:

    nodeenv: pro # 指定调度到具有nodeenv=pro的Node节点上

spec.affinity.nodeAffinity

spec

  affinity

    nodeAffinity

      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

      # Node节点必须满足指定的所有规则才可以,相当于硬限制

        nodeSelectorTerms  节点选择列表

          matchFields   按节点字段列出的节点选择器要求列表  

          matchExpressions   按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)

             key    键

             values 值

            operator 关系符 支持Exists, DoesNotExist, In, NotIn, Gt, Lt

    # 上面跟spec.nodeSelector很一样,强制性但匹配规则更多,下面这个才是亲和性

       preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

       # 优先调度到满足指定的规则的Node,相当于软限制 (倾向)

         preference   一个节点选择器项,与相应的权重相关联

           matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表

           matchExpressions   按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)

             key 键

             values 值

             operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist, Gt, Lt

         weight 倾向权重,在范围1-100。

nodeAffinity的注意事项:

如果同时定义了nodeSelector和nodeAffinity,那么必须两个条件都满足,Pod才能运行在指定的Node上。

如果nodeAffinity指定了多个nodeSelectorTerms,那么只需要其中一个能够匹配成功即可。

如果一个nodeSelectorTerms中有多个matchExpressions,则一个节点必须满足所有的才能匹配成功。

如果一个Pod所在的Node在Pod运行期间其标签发生了改变,不再符合该Pod的nodeAffinity的要求,则系统将忽略此变化。

operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist, Gt, Lt

In:label 的值在某个列表中

NotIn:label 的值不在某个列表中

Gt:label 的值大于某个值

Lt:label 的值小于某个值

Exists:某个 label 存在

DoesNotExist:某个 label 不存在

示例

- matchExpressions:

- key: nodeenv # 匹配存在标签的key为nodeenv的节点

   operator: Exists  

- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value是"xxx"或"yyy"的节点

   operator: In   

     values: ["xxx","yyy"]

   - key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value大于"xxx"的节点

      operator: Gt  

      values: "xxx"
硬限制示例
apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-nodeaffinity-required

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  affinity: # 亲和性配置

    nodeAffinity: # node亲和性配置

      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:

      # Node节点必须满足指定的所有规则才可以,相当于硬规则,类似于定向调度

        nodeSelectorTerms: # 节点选择列表

          - matchExpressions:

              - key: nodeenv # 匹配存在标签的key为nodeenv的节点,并且value是"xxx"或"yyy"的节点

                operator: In

                values:

                  - "xxx"

                  - "yyy"

硬限制,没匹配到规定的node,pod运行不成功

软限制示例
apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-nodeaffinity-preferred

  namespace: study

  labels:

    user: snj

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  affinity: # 亲和性配置

    nodeAffinity: # node亲和性配置

      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 优先调度到满足指定的规则的Node,相当于软限制 (倾向)

        - preference: # 一个节点选择器项,与相应的权重相关联

            matchExpressions:

              - key: nodeenv

                operator: In

                values:

                  - "xxx"

                  - "yyy"

          weight: 1

spec.affinity.podAffinity

podAffinity主要实现以运行的Pod为参照,实现让新创建的Pod和参照的Pod在一个区域的功能。

PodAffinity的可选配置项

spec

  affinity

    podAffinity

      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution  硬限制

        namespaces 指定参照pod的namespace

        topologyKey 指定调度作用域

        labelSelector 标签选择器

          matchExpressions  按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)

            key    键

            values 值

            operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist.

          matchLabels    指多个matchExpressions映射的内容 

      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 软限制   

        podAffinityTerm  选项

          namespaces

          topologyKey

          labelSelector

             matchExpressions

                key    键  

                values 值 

                operator

             matchLabels

        weight 倾向权重,在范围1-1

topologyKey用于指定调度的作用域,例如:

如果指定为kubernetes.io/hostname,那就是以Node节点为区分范围。

如果指定为beta.kubernetes.io/os,则以Node节点的操作系统类型来区分。
硬限制示例

先定义一个用于被亲和的pod

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-podaffinity-target

  namespace: study

  labels:

    podstudy: snj # 设置标签

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  nodeName: node2 # 将目标pod定向调度到node2 节点

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide --show-labels

NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS

pod-podaffinity-target   1/1     Running   0          47s   10.244.104.17   node2   <none>           <none>            podstudy=snj

亲和性的pod,被亲和的pod是上面定义的pod

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-podaffinity-requred

  namespace: study

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  affinity: # 亲和性配置

    podAffinity: # Pod亲和性

      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制

        - labelSelector:

            matchExpressions: # 该Pod必须和拥有标签podenv=xxx或者podenv=yyy的Pod在同一个Node上,显然没有这样的Pod

              - key: podstudy

                operator: In

                values:

                  - "snj"

                  - "yyy"

          topologyKey: kubernetes.io/hostname

requred-pod也被调度到node2上了

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide --show-labels

NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP              NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS

pod-podaffinity-requred   1/1     Running   0          3s     10.244.104.18   node2   <none>           <none>            <none>

pod-podaffinity-target    1/1     Running   0          102s   10.244.104.17   node2   <none>           <none>            podstudy=snj

因为是硬限制如果匹配不到会导致启动失败,显示如下报错

spec.affinity.podAntiAffinity

  1. podAntiAffinity主要实现以运行的Pod为参照,让新创建的Pod和参照的Pod不在一个区域的功能。
  2. 配置方法跟 spec.affinity.podAffinity 是一样的
硬限制示例

使用上面 spec.affinity.podAffinity 的硬限制示例

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-podantiaffinity-requred

  namespace: study

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  affinity: # 亲和性配置

    podAntiAffinity: # Pod反亲和性

      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制

        - labelSelector:

            matchExpressions:

              - key: podstudy

                operator: In

                values:

                  - "snj"

          topologyKey: kubernetes.io/hostname

现有环境,上面yaml就是让创建的pod对标签为podstudy=snj具有反亲和性(硬限制)

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide --show-labels

NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP              NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS

pod-podaffinity-target   1/1     Running   0          8m25s   10.244.104.17   node2   <none>           <none>            podstudy=snj

如下面所示,requred-pod 被调度到node1上

[root@master k8s]# kubectl apply -f nginx-2.yaml

pod/pod-podantiaffinity-requred created

[root@master k8s]# kubectl get pod -n study -o wide --show-labels

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS

pod-podaffinity-target        1/1     Running   0          10m   10.244.104.17    node2   <none>           <none>            podstudy=snj

pod-podantiaffinity-requred   1/1     Running   0          3s    10.244.166.168   node1   <none>           <none>            <none>

spec.tolerations(容忍)

kubectl explain pod.spec.tolerations

......

FIELDS:

  key       # 对应着要容忍的污点的键,空意味着匹配所有的键

  value     # 对应着要容忍的污点的值

  operator  # key-value的运算符,支持Equal和Exists(默认)

  effect    # 对应污点的effect,空意味着匹配所有影响

  tolerationSeconds   # 容忍时间, 当effect为NoExecute时生效,表示pod在Node上的停留时间

当operator为Equal的时候,如果Node节点有多个Taint,那么Pod每个Taint都需要容忍才能部署上去

当operator为Exists的时候,不用配value,有如下的三种写法:

  1. 容忍指定的污点,污点带有指定的effect:
  tolerations: # 容忍

    - key: "tag" # 要容忍的污点的key

      operator: Exists # 操作符

      effect: NoExecute # 添加容忍的规则,这里必须和标记的污点规则相同
  1. 容忍指定的污点,不考虑具体的effect:
  tolerations: # 容忍

    - key: "tag" # 要容忍的污点的key

      operator: Exists # 操作符
  1. 容忍一切污点(慎用):
 tolerations: # 容忍

    - operator: Exists # 操作符

示例实操

# 连接node2,执行 init 0

# node1 设置污点(NoExecute:一个pod都别在我这)

[root@master k8s]# kubectl taint node node1 tag=snj:PreferNoSchedule

node/node1 tainted

[root@master k8s]# kubectl describe node node1 | grep -i taints

Taints:             tag=snj:NoExecute

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: pod-toleration

  namespace: study

spec:

  containers: # 容器配置

    - name: nginx

      image: nginx:1.17.1

      imagePullPolicy: IfNotPresent

      ports:

        - name: nginx-port

          containerPort: 80

          protocol: TCP

  tolerations: # 容忍

    - key: "tag" # 要容忍的污点的key

      operator: Equal # 操作符

      value: "snj" # 要容忍的污点的value

      effect: NoExecute # 添加容忍的规则,这里必须和标记的污点规则相同

如下图可以跑起来

[root@master k8s]# kubectl get pods -n study -o wide

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

pod-toleration   1/1     Running   0          28s   10.244.166.174   node1   <none>           <none

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