Kubernetes管理pod资源对象-创新互联

这篇文章主要为大家分享Kubernetes管理pod资源对象的方法。文中还介绍了Kubernetes中的Namespace，希望大家通过这篇文章能有所收获。

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一，k8s的资源对象

Deployment、Service、Pod是k8s最核心的3个资源对象

Deployment：最常见的无状态应用的控制器，支持应用的扩缩容、滚动升级等操作。

Service：为弹性变动且存在生命周期的Pod对象提供了一个固定的访问接口，用于服务发现和服务访问。

Pod：是运行容器以及调度的最小单位。同一个pod可以同时运行多个容器，这些容器共享net、UTS、IPC，除此之外还有USER、PID、MOUNT。

ReplicationController：用于确保每个Pod副本在任意时刻都能满足目标数量，简单来说，它用于每个容器或容器组总是运行并且可以访问的：老一代无状态的Pod应用控制器。

RwplicatSet：新一代的无状态的Pod应用控制器，它与RC的不同之处在于支持的标签选择器不同，RC只支持等值选择器（键值对），RS还额外支持基于集合的选择器。

StatefulSet：用于管理有状态的持久化应用，如database服务程序，它与Deployment不同之处在于，它会为每一个pod创建一个独有的持久性标识符，并确保每个pod之间的顺序性。

DaemonSet：用于确保每一个节点都运行了某个pod的一个副本，新增的节点一样会被添加到此类pod，在节点移除时，此pod会被回收。

Job：用于管理运行完成后即可终止的应用，例如批量处理做作业任务；

1.Pod的生命周期被定义为以下几个阶段。

• Pending：Pod已经被创建，但是一个或者多个容器还未创建，这包括Pod调度阶段，以及容器镜像的下载过程。
• Running：Pod已经被调度到Node，所有容器已经创建，并且至少一个容器在运行或者正在重启。
• Succeeded：Pod中所有容器正常退出。
• Failed：Pod中所有容器退出，至少有一个容器是一次退出的。

2.特点

Pod是能够被创建、调度和管理的最小单元；
每个Pod都有一个独立的IP；
一个Pod由一个或多个容器构成，并共享命名空间和共享存储等；Pod所有容器在同一个Node上；
容器生命周期管理；
对资源使用进行限制，resources（requests、limits）；
对容器进行探测：livenessProbe；
集群内的Pod之间都可以任意访问，这一般是通过一个二层网络来实现的。

3.Pod与容器

在Docker中，容器是最小的处理单元，增删改查的对象是容器，容器是一种虚拟化技术，容器之间是隔离的，隔离是基于Linux Namespace实现的。
而在K8S中，Pod包含一个或者多个相关的容器，Pod可以认为是容器的一种延伸扩展，一个Pod也是一个隔离体，而Pod内部包含的一组容器又是共享的（包括PID、Network、IPC、UTS）。除此之外，Pod中的容器可以访问共同的数据卷来实现文件系统的共享。

4.资源请求与限制

创建Pod时，可以指定计算资源（目前支持的资源类型有CPU和内存），即指定每个容器的资源请求（Request）和资源限制（Limit），资源请求是容器所需的最小资源需求，资源限制则是容器不能超过的资源上限。关系是： 0<=request<=limit<=infinity
Pod的资源请求就是Pod中所有容器资源请求之和。K8S在调度Pod时，会根据Node中的资源总量（通过cAdvisor接口获得），以及该Node上已使用的计算资源，来判断该Node是否满足需求。
资源请求能够保证Pod有足够的资源来运行，而资源限制则是防止某个Pod无限制地使用资源，导致其他Pod崩溃。特别是在公有云场景，往往会有恶意软件通过抢占内存来平台。
具体配置请见http://blog.csdn.net/liyingke112/article/details/77452630

5.一pod多容器

Pod主要是在容器化环境中建立一个面向应用的“逻辑主机”模型，它可以包含一个或多个相互间紧密联系的容器。当其中任一容器异常时，该Pod也随之异常。

一pod多容器，让多个同应用的单一容器整合到一个类虚拟机中，使其所有容器共用一个vm的资源，提高耦合度，从而方便副本的复制，提高整体的可用性。

一pod多容器的优势：

同个Pod下的容器之间能更方便的共享数据和通信，使用相同的网络命名空间、IP地址和端口区间，相互之间能通过localhost来发现和通信。

在同个Pod内运行的容器共享存储空间（如果设置），存储卷内的数据不会在容器重启后丢失，同时能被同Pod下别的容器读取。

相比原生的容器接口，Pod通过提供更高层次的抽象，简化了应用的部署和管理，不同容器提供不同服务。Pod就像一个管理横向部署的单元，主机托管、资源共享、协调复制和依赖管理都可以自动处理。

6.Pod-使用

核心原则是：将多个应用分散到多个Pod中
原因：基于资源的合理应用；扩缩容，不同应用应该有不同的扩缩容策略等。
如果容器之间不是必须运行在一起的话，那么就放到不同的Pod里
如果容器之前是相互独立的组件，那么就放到不同的Pod里
如果容器之前扩缩容策略不一样，那么就放到不同的Pod里
结论：单Pod单容器应用，除非特殊原因

实验环境

主机	IP地址	服务
master	192.168.1.21	k8s
node01	192.168.1.22	k8s
node02	192.168.1.23	k8s

基于https://blog.51cto.com/14320361/2464655 的实验继续进行

二，Namespace：名称空间

默认的名称空间：Default

Namespace（命名空间）是kubernetes系统中的另一个重要的概念，通过将系统内部的对象“分配”到不同的Namespace中，形成逻辑上分组的不同项目、小组或用户组，便于不同的分组在共享使用整个集群的资源的同时还能被分别管理。

Kubernetes集群在启动后，会创建一个名为“default”的Namespace，如果不特别指明Namespace，则用户创建的Pod、RC、Service都被系统创建到“default”的Namespace中。

1.查看名称空间

[root@master ~]# kubectl get namespaces

2.查看名称空间详细信息

[root@master ~]# kubectl describe ns default

3.创建名称空间

[root@master ~]# kubectl create ns bdqn

查看一下

[root@master ~]# kubectl get namespaces

4.创建namespace的yaml文件

（1）查看格式

[root@master ~]# kubectl explain ns
//查看nasespace的yaml文件的格式

（2）创建namespace的yaml文件

[root@master ~]# vim test-ns.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test

（3）运行namespace的yaml文件

[root@master ~]# kubectl apply -f test-ns.yaml

（4）查看一下

[root@master ~]# kubectl get ns

4.删除名称空间

[root@master ~]# kubectl delete ns test 
[root@master ~]# kubectl delete -f test-ns.yaml

注意：namespace资源对象进用于资源对象的隔离，并不能隔绝不同名称空间的Pod之间的通信。那是网络策略资源的功能。

5.查看指定名称空间

可使用--namespace或-n选项

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system 
[root@master ~]# kubectl get pod --namespace kube-system

三，Pod

1.编写一个pod的yaml文件

[root@master ~]# vim pod.yaml
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-pod
spec:
  containers:
  - name: test-app
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1

pod的yaml文件不支持replicas字段

（1）运行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f pod.yaml

（2）查看一下

[root@master ~]# kubectl get pod

ps：这个pod因为是自己创建的，所以删除之后k8s并不会自动生成，相当于docker中创建

2.指定pod的namespace名称空间

（1）修改pod的yaml文件

[root@master ~]# vim pod.yaml
kind: Pod     #资源类型
apiVersion: v1  #api版本
metadata:
  name: test-pod   #指定控制器名称
  namespace: bdqn  #指定namespace（名称空间）
spec:
  containers:    #容器
  - name: test-app  #容器名称
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1  #镜像

执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f pod.yaml

（2）查看一下

[root@master ~]#  kubectl get pod -n bdqn 
//根据namespace名称查看

3.pod中镜像获取策略

Always：镜像标签为“laster”或镜像不存在时，总是从指定的仓库中获取镜像。

IfNotPresent：仅当本地镜像不存在时才从目标仓库下载。

Never：禁止从仓库中下载镜像，即只使用本地镜像。

注意：对于标签为“laster”或者标签不存在，其默认的镜像下载策略为“Always”，而对于其他的标签镜像，默认策略为“IfNotPresent”。

4.观察pod和service的不同并关联

（1）pod的yaml文件（指定端口）

[root@master ~]# vim pod.yaml 
kind: Pod      #资源类型
apiVersion: v1    #api版本
metadata:
  name: test-pod    #指定控制器名称
  namespace: bdqn  #指定namespace（名称空间）
spec:
  containers:              #容器
  - name: test-app           #容器名称
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1  #镜像
   imagePullPolicy: IfNotPresent  #获取的策略
   ports:
   - protocol: TCP
    containerPort: 80 

<1>删除之前的pod

[root@master ~]# kubectl delete pod -n bdqn test-pod

<2>执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f pod.yaml

<3>查看一下

[root@master ~]# kubectl get pod -n bdqn

（2）pod的yaml文件（修改端口）

[root@master ~]# vim pod.yaml 
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-pod
  namespace: bdqn
spec:
  containers:
  - name: test-app
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1
   imagePullPolicy: IfNotPresent
   ports:
   - protocol: TCP
    containerPort: 90  #改一下端口

<1>删除之前的pod

[root@master ~]# kubectl delete pod -n bdqn test-pod

<2>执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f pod.yaml

<3>查看一下

[root@master ~]# kubectl get pod -n bdqn -o wide

<4>访问一下

会发现修改的90端口并不生效，他只是一个提示字段并不生效。

（3）pod的yaml文件（添加标签）

[root@master ~]# vim pod.yaml 
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-pod
  namespace: bdqn
  labels:         #标签
   app: test-web      #标签名称
spec:
  containers:
  - name: test-app
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1
   imagePullPolicy: IfNotPresent
   ports:
   - protocol: TCP
    containerPort: 90  #改一下端口

--------------------------------------pod---------------------------------------------

（4）编写一个service的yaml文件

[root@master ~]# vim test-svc.yaml 
apiVersion: v1    #api版本
kind: Service      #资源类型
metadata:
  name: test-svc    #指定控制器名称
  namespace: bdqn  #指定namespace（名称空间）
spec:
  selector:      #标签
   app: test-web   #标签名称（须和pod的标签名称一致）
  ports:        
  - port: 80      #宿主机端口
   targetPort: 80   #容器端口

会发现添加的80端口生效了，所以不能乱改。

<1>执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f test-svc.yaml

<2>查看一下

[root@master ~]# kubectl get svc -n bdqn

[root@master ~]# kubectl describe svc -n bdqn test-svc

<4>访问一下

[root@master ~]# curl 10.98.57.97

--------------------------------------service---------------------------------------------

四，容器的重启策略

Pod的重启策略（RestartPolicy）应用与Pod内所有容器，并且仅在Pod所处的Node上由kubelet进行判断和重启操作。当某个容器异常退出或者健康检查失败时，kubelet将根据RestartPolicy的设置来进行相应的操作。

Always：（默认情况下使用）但凡Pod对象终止就将其重启；
OnFailure：仅在Pod对象出现错误时才将其重启；
Never：从不重启；

五，pod的默认健康检查

每个容器启动时都会执行一个进程，此进程由 Dockerfile 的 CMD 或 ENTRYPOINT 指定。如果进程退出时返回码非零，则认为容器发生故障，Kubernetes 就会根据 restartPolicy 重启容器。

（1）编写健康检查的yaml文件

下面我们模拟一个容器发生故障的场景，Pod 配置文件如下：

[root@master ~]# vim healcheck.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
   test: healcheck
  name:  healcheck
spec:
  restartPolicy: OnFailure  #指定重启策略
  containers:
  - name:  healcheck
   image: busybox:latest
   args:          #生成pod时运行的命令
   - /bin/sh
   - -c
   - sleep 20; exit 1

<1>执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f  healcheck.yaml

<2>查看一下

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide

[root@master ~]# kubectl get pod -w | grep healcheck

在上面的例子中，容器进程返回值非零，Kubernetes 则认为容器发生故障，需要重启。但有不少情况是发生了故障，但进程并不会退出。

六，小实验

1）以自己的名称创建一个k8s名称空间，以下所有操作都在此名称空间中。

（1）创建名称空间

[root@master ~]# kubectl create ns xgp

（2）查看一下

[root@master ~]# kubectl get ns xgp

2）创建一个Pod资源对象，使用的是私有仓库中私有镜像，其镜像的下载策略为：NEVER。 Pod的重启策略为： Never.

[root@master ~]# vim pod.yaml
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-pod
  namespace: xgp
  labels:
   app: test-web
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
  - name: www
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1
   imagePullPolicy: Never
   args:          
   - /bin/sh
   - -c
   - sleep 90; exit 1
   ports:
   - protocol: TCP
    containerPort: 80

3）创建出容器之后，执行非正常退出，查看Pod的最终状态。

（1）执行一下上面pod的yaml文件

[root@master ~]# kubectl apply -f pod.yaml

（2）动态查看ns中test-pod的信息

[root@master ~]# kubectl get pod -n xgp  -w | grep test-pod

删除test-pod

[root@master ~]# kubectl delete pod -n xgp test-pod

4) 创建一个Service资源对象，与上述Pod对象关联，验证他们的关联性。

（1）修改pod的yaml文件

[root@master ~]# vim pod.yaml
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-pod
  namespace: xgp
  labels:
   app: test-web
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
  - name: www
   image: 192.168.1.21:5000/web:v1
   imagePullPolicy: Never
   ports:
   - protocol: TCP
    containerPort: 80

（1）编写service的yaml文件

[root@master ~]# vim svc.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: test-svc
  namespace: xgp
spec:
  selector:
   app: test-web
  ports:
  - port: 80
   targetPort: 80

（2）执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f svc.yaml

（3）查看一下

[root@master ~]# kubectl get  pod -o wide -n xgp

（4）访问一下

[root@master ~]# curl 10.244.1.21

看完上述内容，你们对pod资源对象有进一步的了解吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯频道，感谢各位的阅读。

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