更新时间:2022-01-26 GMT+08:00
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Pod:Kubernetes中的最小调度对象

Pod

Pod是Kubernetes创建或部署的最小单位。一个Pod封装一个或多个容器(container)、存储资源(volume)、一个独立的网络IP以及管理控制容器运行方式的策略选项。

Pod使用主要分为两种方式:

  • Pod中运行一个容器。这是Kubernetes最常见的用法,您可以将Pod视为单个封装的容器,但是Kubernetes是直接管理Pod而不是容器。
  • Pod中运行多个需要耦合在一起工作、需要共享资源的容器。通常这种场景下应用包含一个主容器和几个辅助容器(SideCar Container),如图1所示,例如主容器为一个web服务器,从一个固定目录下对外提供文件服务,而辅助容器周期性的从外部下载文件存到这个固定目录下。
    图1 Pod

实际使用中很少直接创建Pod,而是使用Kubernetes中称为Controller的抽象层来管理Pod实例,例如Deployment和Job。Controller可以创建和管理多个Pod,提供副本管理、滚动升级和自愈能力。通常,Controller会使用Pod Template来创建相应的Pod。

创建Pod

kubernetes中资源可以使用YAML描述(如果您对YAML格式不了解,可以参考YAML语法),也可以使用JSON,如下示例描述了一个名为nginx的Pod,这个Pod中包含一个名为container-0的容器,使用nginx:alpine镜像,使用的资源为100m core CPU、200Mi内存。

apiVersion: v1                      # Kubernetes的API Version
kind: Pod                           # Kubernetes的资源类型
metadata:
  name: nginx                       # Pod的名称
spec:                               # Pod的具体规格(specification)
  containers:
  - image: nginx:alpine             # 使用的镜像为 nginx:alpine
    name: container-0               # 容器的名称
    resources:                      # 申请容器所需的资源
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
  imagePullSecrets:                 # 拉取镜像使用的证书,在CCE上必须为default-secret
  - name: default-secret

如上面YAML的注释,YAML描述文件主要为如下部分:

  • metadata:一些名称/标签/namespace等信息。
  • spec:Pod实际的配置信息,包括使用什么镜像,volume等。

如果去查询Kubernetes的资源,您会看到还有一个status字段,status描述kubernetes资源的实际状态,创建时不需要配置。这个示例是一个最小集,其他参数定义后面会逐步介绍。

Pod定义好后就可以使用kubectl创建,如果上面YAML文件名称为nginx.yaml,则创建命令如下所示,-f表示使用文件方式创建。

$ kubectl create -f nginx.yaml
pod/nginx created

Pod创建完成后,可以使用kubectl get pods命令查询Pod的状态,如下所示。

$ kubectl get pods
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx          1/1     Running   0          40s

可以看到此处nginx这个Pod的状态为Running,表示正在运行;READY为1/1,表示这个Pod中有1个容器,其中1个容器的状态为Ready。

可以使用kubectl get命令查询具体Pod的配置信息,如下所示,-o yaml表示以YAML格式返回,还可以使用-o json,以JSON格式返回。

$ kubectl get pod nginx -o yaml

您还可以使用kubectl describe命令查看Pod的详情。

$ kubectl describe pod nginx

删除pod时,Kubernetes终止Pod中所有容器。 Kubernetes向进程发送SIGTERM信号并等待一定的秒数(默认为30)让容器正常关闭。如果它没有在这个时间内关闭,Kubernetes会发送一个SIGKILL信号杀死该进程。

Pod的停止与删除有多种方法,比如按名称删除,如下所示。

$ kubectl delete po nginx
pod "nginx" deleted

同时删除多个Pod。

$ kubectl delete po pod1 pod2

删除所有Pod。

$ kubectl delete po --all
pod "nginx" deleted

根据Label删除Pod,Label详细内容将会在下一个章节介绍。

$ kubectl delete po -l app=nginx
pod "nginx" deleted

使用环境变量

环境变量是容器运行环境中设定的一个变量。

环境变量为应用提供极大的灵活性,您可以在应用程序中使用环境变量,在创建容器时为环境变量赋值,容器运行时读取环境变量的值,从而做到灵活的配置,而不是每次都重新编写应用程序制作镜像。

环境变量的使用方法如下所示,配置spec.containers.env字段即可。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
    containers:
    - image: nginx:alpine
      name: container-0
      resources:
        limits:
          cpu: 100m
          memory: 200Mi
        requests:
          cpu: 100m
          memory: 200Mi
      env:                            # 环境变量
      - name: env_key
        value: env_value
    imagePullSecrets:
    - name: default-secret

执行如下命令查看容器中的环境变量,可以看到env_key这个环境变量,其值为env_value。

$ kubectl exec -it nginx -- env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=nginx
TERM=xterm
env_key=env_value

环境变量还可以引用ConfigMap和Secret,具体使用方法请参见在环境变量中引用ConfigMap在环境变量中引用Secret

容器启动命令

启动容器就是启动主进程,但有些时候,启动主进程前,需要一些准备工作。比如MySQL类的数据库,可能需要一些数据库配置、初始化的工作,这些工作要在最终的MySQL服务器运行之前做完。这些操作,可以在制作镜像时通过在Dockerfile文件中设置ENTRYPOINT或CMD来完成,如下所示的Dockerfile中设置了ENTRYPOINT ["top", "-b"]命令,其将会在容器启动时执行。

FROM ubuntu
ENTRYPOINT ["top", "-b"]

实际使用时,只需配置Pod的containers.command参数,该参数是list类型,第一个参数为执行命令,后面均为命令的参数。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    command:                     # 启动命令
    - top
    - "-b"
  imagePullSecrets:
   - name: default-secret

容器的生命周期

Kubernetes提供了容器生命周期钩子,在容器的生命周期的特定阶段执行调用,比如容器在停止前希望执行某项操作,就可以注册相应的钩子函数。目前提供的生命周期钩子函数如下所示。

  • 启动后处理(PostStart):容器启动后触发。
  • 停止前处理(PreStop):容器停止前触发。

实际使用时,只需配置Pod的lifecycle.postStart或lifecycle.preStop参数,如下所示。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    lifecycle:
      postStart:                 # 启动后处理
        exec:
          command:
          - "/postStart.sh"
      preStop:                   # 停止前处理
        exec:
          command:
          - "/preStop.sh"
  imagePullSecrets:
   - name: default-secret
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