前言
环境：centos7.9 docker-ce-20.10.9 kubernetes-version v1.22.6
介绍pod
在kubernetes的世界中，k8s并不直接处理容器，而是使用多个容器共存的理念，这组容器就叫做pod。
pod是k8s中可以创建和管理的最小单元，是资源对象模型中由用户创建或部署的最小资源对象模型，其他的资源对象都是用来支撑pod对象功能的，比如，pod控制器就是用来管理pod对象的，service或者imgress资源对象是用来暴露pod引用对象的，persistentvolume资源
是用来为pod提供存储等等，简而言之，k8s不会直接处理容器，而是pod，pod才是k8s中可以创建和管理的最小单元，也是基本单元。
pod的特点
1、每个pod就像一个独立的逻辑机器，k8s会为每个pod分配一个集群内部唯一的IP地址，所以每个pod都拥有自己的IP地址、主机名、进程等；
2、一个pod可以包含1个或多个容器，1个容器一般被设计成只运行1个进程，1个pod只可能运行在单个节点上，即不可能1个pod跨节点运行，pod的生命周期是短暂，也就是pod可能随时被消亡（如节点异常，pod异常等情况）；
2、每一个pod都有一个特殊的被称为"根容器"的pause容器，也称info容器，pause容器对应的镜像属于k8s平台的一部分，除了pause容器，每个pod还包含一个或多个跑业务相关组件的容器；
3、一个pod中的容器共享network命名空间；
4、一个pod里的多个容器共享pod IP，这就意味着1个pod里面的多个容器的进程所占用的端口不能相同，否则在这个pod里面就会产生端口冲突；既然每个pod都有自己的IP和端口空间，那么对不同的两个pod来说就不可能存在端口冲突；
5、应该将应用程序组织到多个pod中，而每个pod只包含紧密相关的组件或进程；
6、pod是k8s中扩容、缩容的基本单位，也就是说k8s中扩容缩容是针对pod而言而非容器。
pod实现共享网络实现机制：首先pod会创建pause容器，把其他业务容器加入pause容器，
从而让所以业务容器都在同一个命名空间中，这样可是实现网络共享。
pod共享存储实现机制： 引入数据卷volume，使用数据卷进行持久化存储。
pod背后的根本原理
一个容器一般被设计运行一个进程，除非进程本身产生子进程，，由于不能将多个进程聚集在同一个单独的容器中，所以需要一种更高级的结构将容器绑定在一起，并将它们作为一个单元进行管理，这就是pod的背后原理。
命令行创建pod、查看pod
#注意：kubectl run 在旧版本中创建的是deployment，但在本书的版本中创建的是pod
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.7.9 --labels="app=nginx" #创建一个pod，并设置标签为app=httpd
pod/nginx created
[root@master ~]# kubectl get pods -n default #查看pod，已经是运行状态
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx 1/1 Running 0 43s
[root@master ~]# kubectl get pod nginx -n default -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx 1/1 Running 0 75s 10.244.1.28 node1 <none> <none>
[root@master ~]#kubectl describe 命令查看pod的详细信息
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx #使用kubectl describe命令来查看我们刚才创建的pod的详细信息
Name: nginx #pod的名称为nginx
Namespace: default #pod的所属命名空间
Priority: 0 #这个参数是优先级，暂时不用管
Node: node1/192.168.118.132 #pod所在节点
Start Time: Mon, 14 Feb 2022 22:40:55 +0800 #pod启动时间
Labels: app=nginx #标签
Annotations: <none>
Status: Running #状态
IP: 10.244.1.28 #pod的IP，前面我们介绍pod的时候说过，pod就像一个逻辑机器，有着自己的IP
IPs:
IP: 10.244.1.28
Containers: #容器部分，一个pod可以跑多个容器
nginx: #
Container ID: docker://042179fde4baa7138ac0213bbfb99dd5f02bf915cd91d0ae38982b2bdd30cb9a #容器ID
Image: nginx:1.7.9 #镜像
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:e3456c851a152494c3e4ff5fcc26f240206a94affb40e0714846c451 #镜像ID
Port: <none>
Host Port: <none>
State: Running #容器状态
Started: Mon, 14 Feb 2022 22:40:56 +0800 #容器启动时间
Ready: True #是否准备就绪
Restart Count: 0 #重启次数
Environment: <none>
Mounts: #容器挂载点
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-n5gcr (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
kube-api-access-n5gcr:
Type: Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
TokenExpirationSeconds: 3607
ConfigMapName: kube-root-ca.crt
ConfigMapOptional: <nil>
DownwardAPI: true
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: <none>
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 38m default-scheduler Successfully assigned default/nginx to node1
Normal Pulled 38m kubelet Container image "nginx:1.7.9" already present on machine
Normal Created 38m kubelet Created container nginx
Normal Started 38m kubelet Started container nginx
[root@master ~]#查看pod的yaml文件
[root@master ~]# kubectl get pod nginx -o yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: "2022-02-14T14:40:55Z"
labels:
app: nginx
name: nginx
namespace: default
resourceVersion: "488083"
uid: dff1bcac-b229-4a5d-803d-d003a4311437
spec:
containers:
- image: nginx:1.7.9
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
resources: {}
terminationMessagePath: /dev/termination-log
terminationMessagePolicy: File
volumeMounts:
- mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
name: kube-api-access-n5gcr
readOnly: true
dnsPolicy: ClusterFirst
enableServiceLinks: true
nodeName: node1
preemptionPolicy: PreemptLowerPriority
priority: 0
restartPolicy: Always
schedulerName: default-scheduler
securityContext: {}
serviceAccount: default
serviceAccountName: default
terminationGracePeriodSeconds: 30
tolerations:
- effect: NoExecute
key: node.kubernetes.io/not-ready
operator: Exists
tolerationSeconds: 300
- effect: NoExecute
key: node.kubernetes.io/unreachable
operator: Exists
tolerationSeconds: 300
volumes:
- name: kube-api-access-n5gcr
projected:
defaultMode: 420
sources:
- serviceAccountToken:
expirationSeconds: 3607
path: token
- configMap:
items:
- key: ca.crt
path: ca.crt
name: kube-root-ca.crt
- downwardAPI:
items:
- fieldRef:
apiVersion: v1
fieldPath: metadata.namespace
path: namespace
status:
conditions:
- lastProbeTime: null
lastTransitionTime: "2022-02-14T14:40:55Z"
status: "True"
type: Initialized
- lastProbeTime: null
lastTransitionTime: "2022-02-14T14:40:57Z"
status: "True"
type: Ready
- lastProbeTime: null
lastTransitionTime: "2022-02-14T14:40:57Z"
status: "True"
type: ContainersReady
- lastProbeTime: null
lastTransitionTime: "2022-02-14T14:40:55Z"
status: "True"
type: PodScheduled
containerStatuses:
- containerID: docker://042179fde4baa7138ac0213bbfb99dd5f02bf915cd91d0ae38982b2bdd30cb9a
image: nginx:1.7.9
imageID: docker-pullable://nginx@sha256:e3456c851a152494c3e4ff5fcc26f240206abac0c9d794affb40e0714846c451
lastState: {}
name: nginx
ready: true
restartCount: 0
started: true
state:
running:
startedAt: "2022-02-14T14:40:56Z"
hostIP: 192.168.118.132
phase: Running
podIP: 10.244.1.28
podIPs:
- ip: 10.244.1.28
qosClass: BestEffort
startTime: "2022-02-14T14:40:55Z"
[root@master ~]#对外暴露服务、测试访问
以上我们创建了一个名为nginx的pod，但是这个pod还不能被外部客户端连接访问，我们还需要做一步，就是对外暴露pod，让外部客户端能访问k8s集群的pod服务，如下所示：
# --port=8088 表示指定集群内部访问端口，--target-port=80表示pod里面容器的应用程序端口
# 节点端口，即客户外部访问端口是自动生成的
[root@master ~]# kubectl expose pod nginx -n default --port=8088 --target-port=80 --type=NodePort --name=nginx
service/nginx exposed
[root@master ~]# kubectl get pod,svc -n default
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx 1/1 Running 0 2m34s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 11d
service/nginx NodePort 10.103.207.241 <none> 8088:30295/TCP 14s #8088为集群内部访问端口，30295为外部访问端口
[root@master ~]# curl http://10.103.207.241:8088 #使用集群内部IP+内部端口8088访问，能成功访问
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@master ~]#在浏览器访问，任意一个节点的IP+30295端口都能访问到nginx，如下图所示：
编辑service
如果需要修改外部访问端口或者需要修改一下刚才定义的service，这时我们可以使用kubectl edit 编辑刚才创建的service，如下：
[root@master ~]# kubectl edit service nginx #编辑我们刚才创建的名为nginx的服务
# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
creationTimestamp: "2022-02-14T14:43:15Z"
labels:
app: nginx
name: nginx
namespace: default
resourceVersion: "488275"
uid: e935f0c2-3f8b-48a0-b592-eae3332e40b1
spec:
clusterIP: 10.103.207.241
clusterIPs:
- 10.103.207.241
externalTrafficPolicy: Cluster
internalTrafficPolicy: Cluster
ipFamilies:
- IPv4
ipFamilyPolicy: SingleStack
ports:
- nodePort: 30005 #修改一下对外暴露的端口为30005，注意：端口是有范围了，不能随便定义
port: 8088
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx
sessionAffinity: None
type: NodePort
status:
loadBalancer: {}
~
"/tmp/kubectl-edit-3488312699.yaml" 34L, 785C written
service/nginx edited #修改完成之后保存退出，k8s会立即自动应用你做的修改
[root@master ~]# kubectl get pod,svc -n default #查看service，发现外部端口已经改成了30005，浏览器就能使用这个端口来访问了
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx 1/1 Running 0 26m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 11d
service/nginx NodePort 10.103.207.241 <none> 8088:30005/TCP 23m
[root@master ~]#以上我们创建了一个跑nginx服务的pod，也使用service对外暴露了pod，这样外部客户就能访问k8s集群里pod的容器里nginx服务了，但是以上我们创建的pod是不受任何控制的，换句话说就是pod出现异常挂掉了就挂掉了，k8s不会帮你重启pod；在实际的生产环境中，我们并不是直接创建pod，而是创建pod控制器，所谓pod控制器，就是用来管理pod，其具有上线部署、副本设定、滚动升级、回滚等诸多功能。关于pod控制的讲解，我们不在本篇论述。
一个完整的pod资源清单yaml文件讲解
创建pod，我们一般是通过定义资源清单yaml文件来创建的，下面通过讲解一个完整的pod定义来加深对pod的定义。
[root@master ~]# vim pod-nginx.yaml #创建一个pod资源清单
apiVersion: v1 #资源的api版本
kind: Pod #资源类型
metadata: #定义元数据
name: nginx-pod #pod的名称，必须是小写字母，不能有大写字母
namespase: default #所属命名空间
labels: #标签，可以有多个标签
app: dev
annotations: #注解
- name: string
spec:
containers: #定义容器，可以有多个容器
- name: nginx-container #容器名称
image: nginx:1.18.0 #镜像
imagePullPolicy: [Always|Never|IfNotPresent]#镜像拉取策略，always表示总是从远程拉取，Never 从不拉取，IfNotPresent本地不存在才拉取
command: [string] #容器启动时执行的命令
args: [string] #容器启动时执行的命令参数
workingDir: string
volumeMounts: #存储卷的挂载点
- name: string
mountPath: string
readOnly: boolean
ports: #容器的端口
- name: string
containerPort: int
hostPort: int
protocol: string
env: #环境变量
- name: string
value: string
resources: #资源限额
limits:
cpu: string
memory: string
requests:
cpu: string
memory: string
livenessProde: #存活谭政
exec:
command: [string]
httpGet:
path: string
port: number
host: string
scheme: string
httpHeaders:
- name: string
value: string
tcpSocket:
port: number
initialDelaySeconds: 0
timeoutSeconds: 0
periodSeconds: 0
successThreshold: 0
failureThreshold: 0
securityContext:
privileged: false
restartPolicy: [Always | Never | OnFaulure]
nodeSelector: object
imagePullSecrets:
- name: string
hostNetwork: false
volumes: #定义存储卷
- name: string
emptyDir: {}
hostPath:
path: string
secret:
secretName: string
items:
- key: string
path: string
configMap:
name: string
items:
- key: string
path: stringpod中command字段讲解
可以用过在创建pod时使用command字段来指定容器的启动参数，如下：
#创建一个pod，容器运行busybox程序，启动容器就死循环往/tmp/hello.txt写入数据
[root@master ~]# cat pod-busybox.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-command
labels:
env: dev
namespace: default
spec:
containers:
- image: busybox
name: busybox-container
command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt;sleep 3;done;"]
[root@master ~]#kubec apply -f pod-busybox.yaml
pod/pod-command created
[root@master ~]# kubectl get pod pod-command
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-command 1/1 Running 0 19s
[root@master ~]#
[root@master ~]# kubectl exec -it pod-command -c busybox-container -- tail -f /tmp/hello.txt
06:47:02
06:47:05command #容器的启动命令列表，如果不指定，则使用打包时的启动命令
args #容器的启动命令需要的参数列表
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，为什么这里还有提供一个args选项用于传递参数呢？
这其实是跟docker优点关系，kubernetes中的command、args其实是实现覆盖dockerfile中的ENTRYPOINT的功能。
1、如果command和args均没有写，那么使用Dockerfile的配置；
2、如果command写了但args没写，那么Dockerfile默认的配置会被忽略，执行输入的command；
3、如果command没写但args写了，那么Dockerfile中的ENTRYPOINT的会被执行，使用当前args的参数；
4、如果command和args都写了，那么Dockerfile会被忽略，执行输入的command和args。pod中端口ports字段讲解
[root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
[root@master ~]# vim pod-busybox.yaml #定义容器的端口时主要有5个参数，每个参数的含义如下讲解所示：
........
ports: #设置容器暴露的端口列表，一个容器可以暴露多个端口
- containerPort: 80 #容器的端口(0<x<65536)，就是应用程序的端口
hostIP: #将容器公开的端口绑定到指定的主机ip(一般不设置)
hostPort: #容器要在主机上公开的端口(一般不设置)如果设置,主机上只能运行容器的一个副本,因为,如果使用pod控制器创建了2个pod副本,
#那么指定了在主机上公开的端口,两个pod就都会在主机上公开端口,这样就会存在端口冲突问题,所以,该参数一般不会设置。
name: http #端口的名字,如果指定,则该名字必须在pod中是唯一的,为端口指定一个名字,主要是为了方便service与之关联
protocol: tcp #端口的协议,必须是 UDP,TCP,或者SCTP,默认tcp协议
......
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