Kubernetes Pod筆記

Pod是kubernetes中最基本也是最小的資源對象,一個Pod中可以包含多個容器，一個Pod中的多個容器必須運行在同一個節點（Node）上，Kubernetes會自動將其分配到同一個node上，應該儘可能的將不同的應用運行在不同的Pod中，Pod中的各個容器通過基礎容器pause共享Network，NTS Namespace,PID,Pod是kubernetes進行動態擴縮容的基礎單元。很少會直接在kubernetes中創建單個Pod,kubernetes提供了控制器（Controller）來管理Pod.

Pod存在形式

• 單Pod單容器：一個Pod中運行一個容器
• 單Pod多容器：一個Pod中運行多個容器

Pod中單個容器模式

一般推薦使用這種模式，一個Pod對應一個應用實例，這樣做更加靈活，kubernetes只能管理Pod,無法直接管理Pod中的容器，如果需要對Pod進行動態擴縮容，這種形式可獨立的按需進行擴縮容。

Pod中多容器模式

對於一些特定的場景，需要輔助容器配合主容器完成一些功能，這時就需要在同一個Pod中運行多個容器

• Sidecar Pattern：爲主容器提供一個輔助容器，每個容器獨立運行
• Ambassador Pattern：爲主容器提供一個訪問遠程服務代理的容器
• Adapter Pattern：爲主容器提供一個適配其他服務的容器

個人感覺Ambassador Pattern和Adapter Pattern很相似，目前額外的容器存在的模式一般爲Sidecar Pattern，如：istio sidecar,Helm hook

enjoy coding！

Pod的鏡像獲取策略

使用yaml文件中容器配置（containers）的imagePullPolicy字段用於指定拉取策略。

• Always：鏡像tag爲latest,或者本地鏡像不存在時，總是從遠程倉庫拉取鏡像
• IfNotPresent：本地鏡像不存在時，從遠程倉庫拉取鏡像
• Never：僅可使用本地鏡像，禁止從遠程倉庫拉取鏡像

注意：tag爲latest的鏡像，默認策略爲Always,其他tag的鏡像，默認策略爲IfNotPresent。

Pod中pause容器

每個Pod啓動的時候，kubelet都會使用kubernetes/pause鏡像爲Pod創建一個基礎pause容器，然後再創建其他進程。

pause容器的核心功能

• Pod中linux namespace共享的基礎
• 啓用PID Namespace隔離每個Pod，使得每個Pod都有自己的PID 1進程（init進程），關於PID 1 進程可以參考：Linux下1號進程的前世(kernel_init)今生(init進程)
• 管理殭屍進程

Pod 的生命週期

Pod從創建到銷燬爲其生命週期

pod pause 是PodStatus中的一個字段，這個字段有幾個值

• Pending：Pod資源對象已經存入etcd中，但還未被調度或者存在一個或多個容器未創建完成（正在拉去鏡像）
• Running：Pod已經被調度到集羣中的摸個Node上，並且容器都被創建，存在容器正在啓動或者正在重啓狀態
• Successed：Pod中的所有容器都已經終止，並且不會再重啓
• Failed：Pod 中的所有容器都已終止了，並且至少有一個容器是因爲失敗終止。也就是說，容器以非0狀態退出或者被系統終止
• Unknown：API Server由於某些原因無法獲取到Pod的狀態，通常是因爲與 Pod 所在Node的kubelet通信失敗

Pod的創建過程

1. 用戶通過Rest API (kubectl ,rancher API)提交Pod Spec給API Server
2. API 將相關信息保存到etcd中，待寫入操作完成後，API Server會返回確認消息給客戶端
3. kube-scheduler通過watch機制檢查到etcd中的Pod狀態爲未綁定Node
4. kube-scheduler爲Pod選擇一個Node進行綁定，並且API Server將信息更新到etcd
5. 目標Node的kubelet調用docker啓動容器，kubelet會獲取Pod的狀態，並將信息返回給API Server，API Server再將信息保存到etcd
6. etcd信息寫入完成後，API Server將信息發送給kubelet將通過它被接受。

Pod 生命週期的重要行爲

1. 創建init container：串行執行完成所有的init container之後纔會創建應用container
2. 執行hook (post start)
3. 創建應用container
4. 探針檢測（livenessProbe,readinessProbe）

Pod Template

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: string
  namespace: string
  labels:
    - name: string
  annotations:
    - name: string
spec:
  containers:
  - name: string
    image: string
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent]
    command: [string]
    args: [string]
    workingDir: string
    volumeMounts:
    - name: string
      mountPath: string
      readOnly: boolean
    ports:
    - name: string
      containerPort: init
      hostPort: in  
      protocol: string
    env:
    - name: string
      value: string
    resources:
      limits:
        cpu: string
        memory: string
    livenessProbe:
      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:
          priviledge: false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]
    nodeSelector: object
    imagePullSecrets:
    - name: string
    hostNetwork: false
    volumes:
    - name: string
      emptyDir: {}
      hostPath:
        path: string
      secret:
        secretName: string
        items:
        - keys: string
          path: string
      configMap:
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string

參考

• https://jimmysong.io/kubernetes-handbook/
• 《Kubernetes 進階實戰》–馬永亮
• https://docs.docker.com
• https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/51383322