k8s 之静态 Pod（Static Pod）详解

Kubernetes 静态 Pod（Static Pod）详解

一、静态 Pod 的定义

静态 Pod 是由 kubelet 直接管理的 Pod，其配置文件通常存于节点特定目录。kubelet 定时扫描这些配置文件，依其内容创建、更新或删除 Pod 。与经 API 服务器管理的 Pod（如 Deployment、DaemonSet 等）不同，静态 Pod 不受 Kubernetes 控制面直接管控。

静态 Pod 具有以下特点：

• 直接管理：由 kubelet 直接管理，无需依赖 API 服务器。
• 本地控制：kubelet 通过扫描配置文件目录实现对静态 Pod 的管理。
• 节点绑定：始终绑定在创建它的节点，不能跨节点调度。
• 配置简单：配置文件简单直接，但灵活性欠佳。

二、静态 Pod 的创建方式

2.1 文件系统上的配置文件

kubelet 通过 --pod - manifest - path 参数指定目录，扫描静态 Pod 配置文件。默认情况下，kubeadm 集群将静态 Pod 配置文件存于 /etc/kubernetes/manifests 目录。

• 步骤说明：
  • 将静态 Pod 的 YAML 配置文件置于指定目录。
  • kubelet 定期扫描该目录并创建 Pod。
  • 修改配置文件后，kubelet 自动重新加载并更新 Pod。

2.2 Web 网络上的配置文件

kubelet 通过 --manifest - url 参数指定的 URL 下载静态 Pod 配置文件。此方式不常用，适用于动态获取配置文件场景。

• 步骤说明：
  • 配置 kubelet 的 --manifest - url 参数，指向静态 Pod 配置文件 URL。
  • kubelet 定期下载配置文件并创建 Pod。
  • 配置文件更新后，kubelet 自动应用更改。

2.3 查看静态 Pod 声明文件的地址

• systemctl cat kubelet：查看与 kubelet 有关的所有配置文件的路径与内容。
• cat /var/lib/kubelet/config.yaml：查看配置文件。

2.4 查看静态 Pod

可通过以下命令查看静态 Pod 详细信息：kubectl get pod <pod - name> -n <namespace> -o yaml。
在 YAML 输出中，检查 ownerReferences.kind 的值：

• 若为 Node，则是静态 Pod。
• 若为 Deployment、DaemonSet 等，则是由 API 服务器管理的 Pod。

2.5 创建、删除和修改静态 Pod

• 创建：将静态 Pod 配置文件添加到 kubelet 监控目录。
• 删除：从目录删除配置文件，kubelet 自动终止 Pod。
• 修改：更新配置文件后，kubelet 自动重新加载并更新 Pod。

注意事项：

• 使用 kubectl delete pod 删除静态 Pod 无效，kubelet 会自动重建。
• 必须手动删除配置文件才能彻底删除静态 Pod。

三、静态 Pod 的原理

3.1 kubelet 的角色

kubelet 是 Kubernetes 集群各节点主要组件，负责维护节点上的 Pod 和容器。对于静态 Pod，kubelet 主要职责有：

• 扫描配置文件目录。
• 创建、更新或删除 Pod。
• 监控 Pod 状态，Pod 崩溃后重启。

3.2 静态 Pod 的生命周期

静态 Pod 生命周期由 kubelet 直接管理，不依赖 API 服务器。kubelet 定期扫描配置文件目录，依文件内容动态调整 Pod 状态。

3.3 与 API 服务器的关系

• 静态 Pod 配置文件直接存于节点，非通过 API 服务器创建。
• 静态 Pod 生命周期由 kubelet 管理，API 服务器无法直接控制。
• 静态 Pod 在 API 服务器不可见，不能用 kubectl 命令直接管理。

四、静态 Pod 的应用场景

4.1 系统级别组件的部署

适合部署 Kubernetes 集群核心组件，如：

• kube - proxy：负责网络流量代理和路由。
• kube - dns：负责 DNS 服务解析。
• kubelet 本身。

4.2 网络插件的部署

可用于部署网络插件，如：

• Calico
• Flannel
• Cilium

4.3 监控和日志代理的部署

适合部署监控和日志收集工具，如：

• Prometheus Node Exporter
• Telegraf
• Fluentd

4.4 集群初始化任务

可用于执行集群初始化任务，如：

• 配置存储卷。
• 初始化网络插件。

4.5 边缘计算场景

在边缘计算场景中，静态 Pod 特性适用：

• 高可靠性：不依赖 API 服务器，适合网络不稳定环境。
• 资源隔离：与其他 Pod 隔离，减少资源争用。

五、静态 Pod 的注意事项

5.1 安全性

• 权限管理：静态 Pod 配置文件权限高，要确保文件安全。
• 更新回滚：更新操作需谨慎，防止影响集群稳定性。

5.2 依赖管理

• 环境依赖：可能依赖特定环境配置，需提前验证。
• Pod 间依赖：要保证静态 Pod 间依赖关系处理正确。

5.3 维护和调试

• 日志和监控：为静态 Pod 配置合适的日志和监控工具。
• 故障排除：因不通过 API 服务器管理，需用其他工具（如 docker logs、journalctl）调试。

六、静态 Pod 的替代方案

6.1 DaemonSet

• 特点：由 API 服务器管理，支持滚动更新和自动恢复。
• 适用场景：需在每个节点运行一个 Pod 的场景（如日志收集器、监控代理）。

6.2 Init Containers

• 特点：在 Pod 主容器启动前执行初始化任务。
• 适用场景：Pod 启动前需执行初始化任务的场景。

七、参考资料

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