Kubernetes入门至精通 | Kubernetes生命周期

Posted 2022-02-25 一个热爱编程的通信人

Pod生命周期

Pod能够具有多个容器，应用运行在容器里面，但是它也可能有一个或多个先于应用容器启动的Init容器

Init容器与普通的容器非常像，除了如下两点：

• 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

如果Pod的Init容器失败，Kubernetes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restartPolicy为Never，它不会重新启动

因为Init容器具有与应用程序容器分离的单独镜像，所以它们的启动相关代码具有如下优势：

• 它们可以包含并运行实用工具，但是出于安全考虑，是不建议在应用程序容器镜像中包含这些实用工具的
• 应用程序镜像可以分离出创建和部署的角色，而没有必要联合它们构建一个单独的镜像
• Init容器使用Linux Namespace，所以相对应用程序容器来说具有不同的文件系统视图。因此，它们能够具有访问Secret的权限，而应用程序容器则不能
• 它们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容器能够提供了一种简单的阻塞或延迟应用容器的启动的方法，直到满足了一组先决条件

特殊说明：

• 在Pod启动过程中，Init容器会按顺序在网络和数据卷初始化之后启动。每个容器必须在下一个容器启动之前成功退出
• 如果由于运行时或失败退出，将导致容器启动失败，它会根据Pod的restartPolicy指定的策略进行重试。然而，如果Pod的restartPolicy设置为Always，Init容器失败会使用RestartPolicy策略
• 在所有的Init容器没有成功之前，Pod将不会变成Ready状态。Init容器的端口将不会在Service中进行聚集。正在初始化中的Pod处于Pending状态，但应该会将Initializing状态设置为true
• 如果Pod重启，所有Init容器必须重新执行
• 对Init容器spec的修改被限制在容器image字段，修改其他字段都不会生效。更改Init容器的image字段，等价于重启该Pod

Init容器

init模板

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox:1.34.1
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox:1.34.1
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox:1.34.1
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9377

Init容器具有应用容器的所有字段。除了readinessProbe，因为Init容器无法定义不同于完成（completion）的就绪（readiness）之外的其他状态。这会在验证过程中强制执行

在Pod中的每个app和Init容器的名称必须唯一；与任何其他容器共享同一个名称，会在验证时抛出错误

探针是由kubelet对容器执行的定期诊断。要执行诊断，kubelet调用由容器实现的Handler。有三种类型的处理程序：

• ExecAction：在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为0则认为诊断成功。
• TCPSocketAction：对指定端口上的容器的IP地址进行TCP检查。如果端口打开，则诊断被认为是成功的。
• HTTPGetAction：对指定的端口和路径上的容器的IP地址执行HTTP Get请求。如果响应的状态码大于等于200且小于400，则诊断被认为是成功的

每次探测都将获得以下三种结果之一：

• 成功：容器通过了诊断
• 失败：容器未通过诊断
• 未知：诊断失败，因此不会采取任何行动

livenessProbe：指示容器是否正在运行。如果存活探测失败，则kubelet会杀死容器，并且容器将受到其重启策略的影响。如果容器不提供存活探针，则默认状态为Success

readinessProbe：指示容器是否准备好服务请求。如果就绪探测失败，端点控制器将从与Pod匹配的所有Service的端点中删除该Pod的IP地址。初始延迟之前的就绪状态默认为Failure。如果容器不提供就绪探针，则默认状态为Success

检测探针 - 就绪检测

readinessProbe-httpget

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget-pod
  namespace: default
  labels: 
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: readiness-httpget-container
    image: wangyanglinux/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index1.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3

检测探针 - 存活探测

livenessProbe-exec

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: busybox:1.34.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh", "-c", "touch /tmp/live; sleep 60; rm -rf /tmp/live; sleep 3600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test", "-e", "/tmp/live"]
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3

livenessProbe-httpget

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-container
    image: wangyanglinux/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 3

livenessProbe-tcp

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: probe-tcp
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: wangyagnlinux/myapp:v1
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1
      tcpSocket:
        port: 80

Pod Hook（钩子）是由Kubernetes管理的kubelet发起的，当容器中的进程启动前或者容器中的进程终止之前运行，这是包含在容器的生命周期之中。可以同时为Pod中的所有容器都配置hook

Hook的类型包括两种：

• exec：执行一段命令
• HTTP：发送HTTP请求

启动、退出动作

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: lifecycle-demo
spec:
  containers:
  - name: lifecycle-demo-container
    image: wangyanglinux/myapp:v1
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the postStart handler > /usr/share/message"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the poststop handler > /usr/share/message"]

综合实例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: 
  labels:
    app: myapp
  name: test
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: wangyanglinux/myapp:v1
    name: myapp
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index1.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 3
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 3
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the postStart handler > /usr/share/message"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the poststop handler > /usr/share/message"]
  - name: busybox-1
    image: busybox:1.34.1
    command: ["/bin/sh", "-c", "touch /tmp/live; sleep 60; rm -rf /tmp/live; sleep 3600"]
    readinessProbe:
      exec:
        command: ["test", "-e", "/tmp/live"]
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test", "-e", "/tmp/live"]
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox:1.34.1
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox:1.34.1
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']