Pod概念详解

Posted 2022-03-30 kiroct

Pod基础概念:

Pod是kubernetes中最小的资源管理组件，Pod也是最小化运行容器化应用的资源对象。一个Pod代表着集群中运行的一个进程。kubernetes中其他大多数组件都是围绕着Pod来进行支撑和扩展Pod功能的，例如，用于管理Pod运行的StatefulSet和Deployment等控制器对象，用于暴露Pod应用的Service和Ingress对象，为Pod提供存储PersistentVolume存储资源对象等。

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//在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使用方式:

●一个Pod中运行一个容器。“每个Pod中一个容器”的模式是最常见的用法:在这种使用方式中，你可以把Pod想象成是单个容器的封装，kuberentes管理的是Pod而不是直接管理容器。

●在一个Pod中同时运行多个容器。一个Pod中也可以同时封装几个需要紧密耦合互相协作的容器，它们之间共享资源。这些在同一个Pod中的容器可以互相协作成为一个service单位， 比如一个容器共享文件，另一个“sidecar"容器来更新这些文件。Pod将这些容器的存储资源作为一 个实体来管理。

一个Pod下的容器必须运行于同一节点上。现代容器技术建议一一个容器只运行一个进程，该进程在容器中PID命令空间中的进程号为1，可直接接收并处理信号,进程终止时容器生命周期也就结束了。若想在容器内运行多个进程，需要有一个类似Linux操作系统init进程的管控类进程，以树状结构完成多进程的生命周期管理。运行于各自容器内的进程无法直接完成网络通信，这是由于容器间的隔离机制导致，k8s中的Pod资源抽象正是解决此类问题，Pod对象是一组容器的集合，这些容器共享Network、UTS及IPC命令空间，因此具有相同的域名、主机名和网络接口，并可通过IPC直接通信。

Pod资源中针对各容器提供网络命令空间等共享机制的是底层基础容器pause，基础容器(也可称为父容器)pause就是为了管理Pod容器间的共享操作，这个父容器需要能够准确地知道如何去创建共享运行环境的容器，还能管理这些容器的生命周期。为了实现这个父容器的构想，kubernetes中，用pause容 器来作为一个Pod中所有容器的父容器。这个pause容器有两个核心的功能，一是它提供整个Pod的Linux命名空间的基础。二来启用PID命名空间，它在每个Pod中都作为PID为进程(init进程)，并回收僵尸进程。

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//pause容器使得Pod中的所有容器可以共享两种资源:网络和存储。

●网络:

每个Pod都会被分配一个唯一的IP地址。Pod中的所有容器共享网络空间，包括IP地址和端口。Pod内部的容器可以使用localhost互相通信。Pod中的容器与外界通信时，必须分配共享网络资源(例如使用宿主机的端口映射)。

●存储:

可以Pod指定多个共享的Volume。Pod中 的所有容器都可以访问共享的Volume。Volume 也可以用来持久化Pod中的存储资源，以防容器重启后文件丢失。

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//总结:

每个Pod都有一个特殊的被称为“基础容器”的Pause容器。Pause 容器对应的镜像属于Kubernetes平台的一部分，除了Pause容器，每个Pod还包含一个或者多个紧密相关的用户应用容器。

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//kubernetes中的pause容器主要为每个容器提供以下功能:

●在pod中担任命名空间(如网络命令空间)共享的基础;

●启用PID命名空间，开启init进程。

/ /Kubernetes设计这样的Pod概念和特殊组成结构有什么用意?

●原因一:在一组容器作为一个单元的情况下，难以对整体的容器简单地进行判断及有效地进行行动。比如，一个容器死亡了，此时是算整体挂了么?那么引入与业务无关的Pause容器作为Pod的基础容器，以它的状态代表着整个容器组的状态，这样就可以解决该问题。

●原因二:Pod里的多个应用容器共享Pause容器的IP，共享Pause容器挂载的Volume，这样简化了应用容器之间的通信问题，也解决了容器之间的文件共享问题。

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//通常把Pod分为两类:

●自主式Pod

这种Pod本身是不能自我修复的，当Pod被创建后(不论是由你直接创建还是被其他Controller)，都会被Kuberentes调度到集群的Node.上。直到Pod的进程终止、被删掉、因为缺少资源而被驱逐、或者Node故障之前这个Pod都会一直保持在那个Node上。Pod不会自愈。如果Pod运行的Node故障，或者是调度器本身故障，这个Pod就会被删除。同样的，如果Pod所在Node缺少资源或者Pod处于维护状态，Pod也会被驱逐。

●控制器管理的Pod

Kubernetes使用更高级的称为Controller的抽象层，来管理Pod实例。Controller可 以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和集群级别的自愈能力。例如，如果一个Node故障，Controller就能 自动将该节点.上的Pod调度到其他健康的Node.上。虽然可以直接使用Pod，但是在Kubernetes中通常是使用Controller来管理Pod的。

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//Pod容器的分类:

1、基础容器(infrastructure container)

//维护整个Pod网络和存储空间

//node节点中操作

//启动一个容器时，k8s会 自动启动一个基础容器

cat /opt/ kubernetes/cfg/kubelet

...........................

--pod- infra-container-image= registry. cn-hangzhou. aliyuncs . com/ google-containers/pause- amd64:3.0"

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//每次创建Pod 时候就会创建，运行的每一个容器都有一一个pause-amd64 的基础容器自动会运行，对于用户是透明的

docker ps -a

registry . cn-hangzhou. aliyuncs . com/ google-containers/pause- amd64:3.0

2、初始化容器( initcontainers)

//Init容器必须在应用程序容器启动之前运行完成，而应用程序容器是并行运行的，所以Init容器能够提供了--种简单的阻塞或延迟应用容器的启动的方法Init容器与普通的容器非常像，除了以下两点:

●Init容器总是运行到成功完成为止

●每个Init容器都必须在下一个Init容器启动之前成功完成启动和退出

如果Pod的Init 容器失败，k8s 会不断地重启该Pod，直到Init 容器成功为止。然而，如果Pod 对应的重启策略(restartPolicy) 为Never，它不会重新启动。

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//Init的容器作用

因为init容器具有与应用容器分离的单独镜像，其启动相关代码具有如下优势:

●Init容器可以包含- -些安装过程中应用容器中不存在的实用工具或个性化代码。例如，没有必要仅为了在安装过程中使用类似sed、 awk、 python或dig 这样的工具而去FROM一个镜像来生成- -个新的镜像。

●Init容器可以安全地运行这些工具，避免这些工具导致应用镜像的安全性降低。

●应用镜像的创建者和部署者可以各自独立工作，而没有必要联合构建-一个单独的应用镜像。

●Init容器能以不同于Pod内应用容器的文件系统视图运行。因此，Init容器可具有访问Secrets的权限，而应用容器不能够访问。

●由于Init容器必须在应用容器启动之前运行完成，因此Init容器提供了--种机制来阻塞或延迟应用容器的启动,直到满足了一-组先决条件。一旦前 置条件满足，Pod内 的所有的应用容器会并行启动。

3、应用容器(Maincontainer )

//并行启动

官网示例:.

https: //kubernetes. io/ docs/ concepts/ workloads/pods/ init-containers/

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//镜像拉取策略( image PullPolicy) :

Pod的核心是运行容器，必须指定容器引擎，比如Docker, 启动容器时，需要拉取镜像，k8s的镜像拉取策略可以由用户指定:

1、IfNotPresent:在镜像已经存在的情况下，kubelet将不再去拉取镜像，仅当本地缺失时才从仓库中拉取，默认的镜像拉取策略

2、Always: 每次创建Pod都会重新拉取一次镜像;

3、Never:Pod不会主动拉取这个镜像，仪使用本地镜像。

注意:对于标签为“:latest"的镜像文件，其默认的镜像获取策略即为"Always";而对于其他标签的镜像，其默认策略则为"IfNotPresent"。

官方示例:

https: L /kubernetes.io/ docs/ concepts/ containers/ images

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//重启策略( restartPolicy) : Pod在遇到故障之后重启的动作

1、Always: 当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略

2、OnFailure: 当容器异常退出 (退出状态码非0)时，重启容器:正常退出则不重启容器

3、Never:当容器终止退出，从不重启容器。

#注意: K8S中不支持重启Pod 资源，只有删除重建

kubectl edit deployment nginx-deployment

.......................

restartPolicy: Always