Testops之路6.Kubernetes之Pod
先来一起回忆一下上节课内容,k8s的几个组成部分:
image研发采用声明式定义自己的应用:
image应用运行在k8s集群上的全景图:
image什么是pod
Pod,是 Kubernetes 项目中最小的 API 对象。如果换一个更专业的说法,我们可以这样描述:Pod,是 Kubernetes 项目的原子调度单位。
imageKubernetes 项目中的最小编排单位是Pod,而不是容器。
Pod 扮演的是传统部署环境里“虚拟机”的角色。
而如果你能把 Pod 看成传统环境里的“机器”、把容器看作是运行在这个“机器”里的“用户程序”,那么很多关于 Pod 对象的设计就非常容易理解了。
比如,凡是调度、网络、存储,以及安全相关的属性,基本上是 Pod 级别的。
image这些属性的共同特征是,它们描述的是“机器”这个整体,而不是里面运行的“程序”。比如,配置这个“机器”的网卡(即:Pod 的网络定义)。
image配置这个“机器”的磁盘(即:Pod 的存储定义),以及这台“机器”运行在哪个服务器之上(即:Pod 的调度)。
image当容器间存在超紧密协作时,我们可以称为“超亲密关系”。这些具有“超亲密关系”容器的典型特征包括但不限于:互相之间会发生直接的文件交换、使用 localhost 或者 Socket 文件进行本地通信、会发生非常频繁的远程调用等等。
这也就意味着,并不是所有有“关系”的容器都属于同一个 Pod。比如,Backend 后端容器和 Fronted 前端容器 虽然会发生访问关系,但并没有必要、也不应该部署在同一台机器上,它们更适合做成两个 Pod分开部署。
那什么时候定义这种“超亲密关系“呢?
比较典型的例子——容器的日志收集,。
比如,我现在有一个应用,需要不断地把日志文件输出到容器的 /var/log 目录中。
这时,我就可以把一个 Pod 里的 Volume 挂载到应用容器的 /var/log 目录上。
实际上,这个所谓的“组合”操作,正是容器设计模式里最常用的一种模式,它叫:边车模式(sidecar)。
我们在这个 Pod 里同时运行一个 sidecar 容器,它也声明挂载同一个 Volume 到自己的 /var/log 目录上。这样,接下来 sidecar 容器就只需要做一件事儿,那就是不断地从自己的 /var/log 目录里读取日志文件,转发到 MongoDB 或者 Elasticsearch 中存储起来。这样,一个最基本的日志收集工作就完成了。
Infra容器
Pod 里的所有容器,共享的是同一个 Network Namespace,并且可以声明共享同一个 Volume。
在 Kubernetes 项目里,Pod 的实现需要使用一个中间容器,这个容器叫作 Infra 容器。在这个 Pod 中,Infra 容器永远都是第一个被创建的容器,而其他用户定义的容器,则通过 Join Network Namespace 的方式,与 Infra 容器关联在一起。这样的组织关系,可以用下面这样一个示意图来表达:
image创建一个Pod
配置kube_config
联系tower配置测试环境kube_config
通过kubectl创建一个namespace
kubectl create ns testops
通过kubectl创建一个pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: kubia-manual
namespace: testops
spec:
containers:
- image: luksa/kubia
name: kubia
ports:
- containerPort: 8080
protocol: TCP
kubectl create -f kubia-manual.yaml
Pod的关键字段
Kubernetes 项目中对 Container 的定义,和 Docker 相比并没有什么太大区别。Image(镜像)、Command(启动命令)、workingDir(容器的工作目录)、Ports(容器要开发的端口),以及 volumeMounts(容器要挂载的 Volume)都是构成 Kubernetes 项目中 Container 的主要字段。
看个例子:
imageimage
1、这个YAML描述符中使用的Kubernetes API版本。
2、Kubernetes对象/资源的类型。
3、Pod元数据(名称、标签、注释等)。
4、Pod规格/内容(Pod容器、卷等列表)。
5、Pod和其容器的详细情况。
接下来,介绍 Pod 中几个重要字段的含义和用法。
Label
是一个供用户将 Pod 与 Node 进行绑定的字段
image通常,我们微服务架构下中会有许多个pod,那么如何给这些pod分类呢,这里就要用到 Label 这个概念。
imagekubectl get pods -n {namespaces} -a --show-labels=true
image
NodeSelector
NodeSelector:是一个供用户将 Pod 与 Node 进行绑定的字段,用法如下所示:
apiVersion: v1
kind: Pod
...
spec:
nodeSelector:
disktype: ssd
这样的一个配置,意味着这个 Pod 永远只能运行在携带了“disktype: ssd”标签(Label)的节点上;否则,它将调度失败。
HostAliases
定义了 Pod 的 hosts 文件(比如 /etc/hosts)里的内容,用法如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
...
spec:
hostAliases:
- ip: "10.1.2.3"
hostnames:
- "foo.remote"
- "bar.remote"
...
在这个 Pod 的 YAML 文件中,我设置了一组 IP 和 hostname 的数据。这样,这个 Pod 启动后,/etc/hosts 文件的内容将如下所示:
cat /etc/hosts
#Kubernetes-managed hosts file.
127.0.0.1 localhost
...
10.244.135.10 hostaliases-pod
10.1.2.3 foo.remote
10.1.2.3 bar.remote
ImagePullPolicy
它定义了镜像拉取的策略。而它之所以是一个 Container 级别的属性,是因为容器镜像本来就是 Container 定义中的一部分。
ImagePullPolicy 的值默认是 Always,即每次创建 Pod 都重新拉取一次镜像。另外,当容器的镜像是类似于 nginx 或者 nginx:latest 这样的名字时,ImagePullPolicy 也会被认为 Always。
Lifecycle
它定义的是 Container Lifecycle Hooks。顾名思义,Container Lifecycle Hooks 的作用,是在容器状态发生变化时触发一系列“钩子”。我们来看这样一个例子:
Pending 这个状态意味着,Pod 的 YAML 文件已经提交给了 Kubernetes,API 对象已经被创建并保存在 Etcd 当中。但是,这个 Pod 里有些容器因为某种原因而不能被顺利创建。比如,调度不成功。
Running 这个状态下,Pod 已经调度成功,跟一个具体的节点绑定。它包含的容器都已经创建成功,并且至少有一个正在运行中。
Succeeded 这个状态意味着,Pod 里的所有容器都正常运行完毕,并且已经退出了。这种情况在运行一次性任务时最为常见。
Failed 这个状态下,Pod 里至少有一个容器以不正常的状态(非 0 的返回码)退出。这个状态的出现,意味着你得想办法 Debug 这个容器的应用,比如查看 Pod 的 Events 和日志。
Unknown 这是一个异常状态,意味着 Pod 的状态不能持续地被 kubelet 汇报给 kube-apiserver,这很有可能是主从节点(Master 和 Kubelet)间的通信出现了问题。
除了上面的字段,Pod还有一组Condition,它们主要用于描述造成当前 Status 的具体原因是什么。
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
作业
查看Pods其他字段
1、下载k8s源码
mkdir -p $GOPATH/src/k8s.io
2、进入目录$GOPATH/src/k8s.io,执行以下命令即可开始下载:
git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes -b release-1.13
3、下载完毕后,k8s.io目录下出现一个名为kubernetes的文件夹。
cat $GOPATH/src/k8s.io/kubernetes/vendor/k8s.io/api/core/v1/types.go
观察pod
使用kubectl命令,观察你目前用的测试环境某个服务的pod信息
kubectl命令表
http://docs.kubernetes.org.cn/683.html
Pod其他属性
# yaml格式的pod定义文件完整内容:
apiVersion: v1 #必选,版本号,例如v1
kind: Pod #必选,Pod
metadata: #必选,元数据
name: string #必选,Pod名称
namespace: string #必选,Pod所属的命名空间
labels: #自定义标签
- name: string #自定义标签名字
annotations: #自定义注释列表
- name: string
spec: #必选,Pod中容器的详细定义
containers: #必选,Pod中容器列表
- name: string #必选,容器名称
image: string #必选,容器的镜像名称
imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent] #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像,否则下载镜像,Nerver表示仅使用本地镜像
command: [string] #容器的启动命令列表,如不指定,使用打包时使用的启动命令
args: [string] #容器的启动命令参数列表
workingDir: string #容器的工作目录
volumeMounts: #挂载到容器内部的存储卷配置
- name: string #引用pod定义的共享存储卷的名称,需用volumes[]部分定义的的卷名
mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径,应少于512字符
readOnly: boolean #是否为只读模式
ports: #需要暴露的端口库号列表
- name: string #端口号名称
containerPort: int #容器需要监听的端口号
hostPort: int #容器所在主机需要监听的端口号,默认与Container相同
protocol: string #端口协议,支持TCP和UDP,默认TCP
env: #容器运行前需设置的环境变量列表
- name: string #环境变量名称
value: string #环境变量的值
resources: #资源限制和请求的设置
limits: #资源限制的设置
cpu: string #Cpu的限制,单位为core数,将用于docker run --cpu-shares参数
memory: string #内存限制,单位可以为Mib/Gib,将用于docker run --memory参数
requests: #资源请求的设置
cpu: string #Cpu请求,容器启动的初始可用数量
memory: string #内存清楚,容器启动的初始可用数量
livenessProbe: #对Pod内个容器健康检查的设置,当探测无响应几次后将自动重启该容器,检查方法有exec、httpGet和tcpSocket,对一个容器只需设置其中一种方法即可
exec: #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
command: [string] #exec方式需要制定的命令或脚本
httpGet: #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet,需要制定Path、port
path: string
port: number
host: string
scheme: string
HttpHeaders:
- name: string
value: string
tcpSocket: #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
port: number
initialDelaySeconds: 0 #容器启动完成后首次探测的时间,单位为秒
timeoutSeconds: 0 #对容器健康检查探测等待响应的超时时间,单位秒,默认1秒
periodSeconds: 0 #对容器监控检查的定期探测时间设置,单位秒,默认10秒一次
successThreshold: 0
failureThreshold: 0
securityContext:
privileged: false
restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略,Always表示一旦不管以何种方式终止运行,kubelet都将重启,OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启,Nerver表示不再重启该Pod
nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上,以key:value的格式指定
imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称,以key:secretkey格式指定
- name: string
hostNetwork: false #是否使用主机网络模式,默认为false,如果设置为true,表示使用宿主机网络
volumes: #在该pod上定义共享存储卷列表
- name: string #共享存储卷名称 (volumes类型有很多种)
emptyDir: {} #类型为emtyDir的存储卷,与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
hostPath: string #类型为hostPath的存储卷,表示挂载Pod所在宿主机的目录
path: string #Pod所在宿主机的目录,将被用于同期中mount的目录
secret: #类型为secret的存储卷,挂载集群与定义的secre对象到容器内部
scretname: string
items:
- key: string
path: string
configMap: #类型为configMap的存储卷,挂载预定义的configMap对象到容器内部
name: string
items:
- key: string
path: string