k8s之Pod基础概念

k8s之Pod基础概念

1. 资源限制

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提供存储的PersistentVolume存储资源对象等。

2. Pod的两种使用方式

● 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，kubernetes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。

3. Pod资源共享

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。

namespace	功能说明
MNT Namespace	提供磁盘挂载点和文件系统的隔离能力
IPC Namespace	提供进程间通信的隔离能力
NET Namespace	提供网络隔离能力
UTS Namespace	提供主机名隔离能力
PID Namespace	提供进程隔离能力
User Namespace	提供用户隔离能力

4. 底层容器Pause

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1进程（init进程），并回收僵尸进程。

4.1 Pause共享资源

4.1.1 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）。

4.1.2 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。

4.1.3 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。

4.2 Pause主要功能

kubernetes中的pause容器主要为每个容器提供以下功能：
● 在pod中担任Linux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。

4.3 Pod与Pause结构的设计初衷

● 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。

5. Pod容器的分类

5.1 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"

//每次创建 Pod 时候就会创建，运行的每一个容器都有一个 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 "/pause"

5.2 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容器能够提供了一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。

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 容器可以包含一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 一个镜像来生成一个新的镜像。
● 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 容器提供了一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。

5.3 应用容器（Maincontainer）

应用容器会在init容器完成并退出后并行启动

5.4 官网示例

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

6. 操作示例

6.1 编写myapp.yaml

[root@master ~]# mkdir /opt/test
[root@master ~]# cd !$
cd /opt/test
[root@master test]# vim myapp.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox:1.28
    command: ['sh','-c','echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox:1.28
    command: ['sh','-c','until nslookup myservice;do echo waiting for myservice; sleep2; done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox:1.28
    command: ['sh','-c','until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']

这个例子是定义了一个具有 2 个 Init 容器的简单 Pod。第一个等待 myservice 启动，第二个等待 mydb 启动。一旦这两个 Init容器都启动完成，Pod 将启动 spec 中的应用容器。

6.2 创建myapp.yaml配置资源

kubectl apply -f myapp.yaml

[root@master test]# kubectl apply -f myapp.yaml 
pod/myapp-pod created
[root@master test]# kubectl get pod
NAME        READY   STATUS     RESTARTS   AGE
myapp-pod   0/1     Init:0/2   0          80s

发现该pod会一直处于Init:0/2的状态

6.3 查看pod创建过程

kubectl describe pod myapp-pod

[root@master test]# kubectl describe pod myapp-pod
......
Events:
  Type    Reason     Age    From               Message
  ----    ------     ----   ----               -------
  Normal  Scheduled  9m42s  default-scheduler  Successfully assigned default/myapp-pod to node01
  Normal  Pulling    9m42s  kubelet, node01    Pulling image "busybox:1.28"
  Normal  Pulled     9m25s  kubelet, node01    Successfully pulled image "busybox:1.28"
  Normal  Created    9m25s  kubelet, node01    Created container init-myservice
  Normal  Started    9m25s  kubelet, node01    Started container init-myservice

发现开启init-myservice容器后，创建步骤停滞，查看init-myservice日志进一步查明原因

6.4 查看pod日志

kubectl logs myapp-pod -c init-myservice

[root@master test]# kubectl logs myapp-pod -c init-myservice

nslookup: can't resolve 'myservice'
waiting for myservice
sh: sleep2: not found
Server:    10.1.0.10
Address 1: 10.1.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

发现问题，服务器未能找到myservice域名，所以无法跳出循环

6.5 编写myservice.yaml

[root@master test]# vim myservice.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 1111

6.6 创建myservice.yaml配置资源

kubectl create -f myservice.yaml

[root@master test]# kubectl create -f myservice.yaml
service/myservice created
[root@master test]# kubectl get svc,pod
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP   2d1h
service/myservice    ClusterIP   10.1.217.88   <none>        80/TCP    23s

NAME            READY   STATUS     RESTARTS   AGE
pod/myapp-pod   0/1     Init:1/2   1          18m

myservice生成后，发现myapp-pod状态变为Init:1/2且再次停滞，停滞原因与上述相同

6.7 编写mydb.yaml

[root@master test]# vim mydb.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 2222

6.8 查看pod以及service列表

kubectl get svc,pod

[root@master test]# kubectl get svc,pod
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP   2d1h
service/mydb         ClusterIP   10.1.58.109   <none>        80/TCP    26s
service/myservice    ClusterIP   10.1.217.88   <none>        80/TCP    6m20s

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/myapp-pod   1/1     Running   0          23m

在生成mydb-service后，myapp-pod成功创建

6.9 查看myapp-pod创建全过程

kubectl describe pod myapp-pod

[root@master test]# kubectl describe pod myapp-pod
......
Events:
  Type    Reason     Age                From               Message
  ----    ------     ----               ----               -------
  Normal  Scheduled  37m                default-scheduler  Successfully assigned default/myapp-pod to node01
  Normal  Pulling    37m                kubelet, node01    Pulling image "busybox:1.28"
  Normal  Pulled     37m                kubelet, node01    Successfully pulled image "busybox:1.28"
  Normal  Created    19m (x2 over 37m)  kubelet, node01    Created container init-myservice
  Normal  Started    19m (x2 over 37m)  kubelet, node01    Started container init-myservice
  Normal  Pulled     19m                kubelet, node01    Container image "busybox:1.28" already present on machine
  Normal  Pulled     19m                kubelet, node01    Container image "busybox:1.28" already present on machine
  Normal  Created    19m                kubelet, node01    Created container init-mydb
  Normal  Started    19m                kubelet, node01    Started container init-mydb
  Normal  Pulled     13m                kubelet, node01    Container image "busybox:1.28" already present on machine
  Normal  Created    13m                kubelet, node01    Created container myapp-container
  Normal  Started    13m                kubelet, node01    Started container myapp-container

创建过程中第一次停滞，是init-myservice容器启动后，未能发现myservice域名，无法得到解析，因此陷入循环。
第二次停滞，是init-mydb容器启动后，未能发现，mydb域名，无法得到解析，因此再次陷入循环中。
在上述两个init容器成功并退出后，myapp-pod才开始创建，否则pod无法创建。

6.10 特别说明

● 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容器失败时会使用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；与任何其它容器共享同一个名称，会在验证时抛出错误。

7. 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：
● 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
● Always：每次创建 Pod 都会重新拉取一次镜像；
● Never：Pod 不会主动拉取这个镜像，仅使用本地镜像。

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”。

7.1 官方示例

https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/images
创建使用私有镜像的 Pod 来验证

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: private-image-test-1
spec:
  containers:
    - name: uses-private-image
      image: $PRIVATE_IMAGE_NAME
      imagePullPolicy: Always
      command: [ "echo", "SUCCESS" ]
EOF

输出类似于

pod/private-image-test-1 created

如果一些顺利，那么一段时间后你可以执行

kubectl logs private-image-test-1

然后可以看到SUCCESS
如果你怀疑命令失败了，可以运行

kubectl describe pods/private-image-test-1 | grep 'Failed'

如果命令确实失败了，输出类似于

Fri, 26 Jun 2015 15:36:13 -0700    Fri, 26 Jun 2015 15:39:13 -0700    19    {kubelet node-i2hq}    spec.containers{uses-private-image}    failed        Failed to pull image "user/privaterepo:v1": Error: image user/privaterepo:v1 not found

必须确保集群中所有节点的 .docker/config.json 文件内容相同。否则，Pod 会能在一些节点上正常运行而无法在另一些节点上启动。例如，如果使用节点自动扩缩，那么每个实例模板都需要包含 .docker/config.json，或者挂载一个包含该文件的驱动器。

在 .docker/config.json 中配置了私有仓库密钥后，所有 Pod 都将能读取私有仓库中的镜像。

7.2 不指定版本号，查看默认拉取策略

7.2.1 不指定版本号创建pod

kubectl run nginx-test1 --image=nginx

[root@master test]# kubectl run nginx-test1 --image=nginx
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/nginx-test1 created

7.2.2 查看默认拉取策略

kubectl edit pod nginx-test1-7c4c56845c-hndnk

[root@master test]# kubectl get pod
NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test1-7c4c56845c-hndnk   1/1     Running   0          75s
[root@master test]# kubectl edit pod nginx-test1-7c4c56845c-hndnk
......
spec:
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: Always
#不指定版本号，即使用缺省值latest最新版本，默认拉取策略为Always
    name: nginx-test1
......

7.2.3 查看创建过程

kubectl describe pod nginx-test1

[root@master test]# kubectl describe pod nginx-test1
......
Events:
  Type    Reason     Age    From               Message
  ----    ------     ----   ----               -------
  Normal  Scheduled  5m35s  default-scheduler  Successfully assigned default/nginx-test1-7c4c56845c-hndnk to node01
  Normal  Pulling    5m34s  kubelet, node01    Pulling image "nginx"
  Normal  Pulled     5m19s  kubelet, node01    Successfully pulled image "nginx"
  Normal  Created    5m19s  kubelet, node01    Created container nginx-test1
  Normal  Started    5m19s  kubelet, node01    Started container nginx-test1

由于拉取策略为Always，因此不管本地有没有对应镜像，kubelet都会前往公有仓库下载最新版本应用

7.3 测试案例（非循环命令）

7.3.1 创建测试案例nginx-test1.yaml

[root@master test]# vim nginx-test1.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
      imagePullPolicy: Always
      command: [ "echo","SUCCESS" ]

7.3.2 生成nginx-test1配置资源

kubectl apply -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl apply -f nginx-test1.yaml
pod/nginx-test1 created

7.3.3 查看pod状态

kubectl get pod -o wide

[root@master test]# kubectl get pod -o wide
NAME          READY   STATUS             RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test1   0/1     CrashLoopBackOff   1          51s   10.244.1.48   node01   <none>           <none>

该pod状态为CrashLoopBackOff，说明pod进入了异常循环状态
原因是 echo 执行完进程终止，容器生命周期也就结束了

7.3.4 查看创建过程

kubectl describe pod nginx-test1

[root@master test]# kubectl describe pod nginx-test1
......
Events:
  Type     Reason     Age                   From               Message
  ----     ------     ----                  ----               -------
  Normal   Scheduled  3m54s                 default-scheduler  Successfully assigned default/nginx-test1 to node01
  Normal   Created    2m8s (x4 over 3m38s)  kubelet, node01    Created container nginx
  Normal   Started    2m8s (x4 over 3m38s)  kubelet, node01    Started container nginx
  Warning  BackOff    100s (x7 over 3m21s)  kubelet, node01    Back-off restarting failed container
  Normal   Pulling    86s (x5 over 3m53s)   kubelet, node01    Pulling image "nginx"
  Normal   Pulled     71s (x5 over 3m38s)   kubelet, node01    Successfully pulled image "nginx"

可以发现 Pod 中的容器在生命周期结束后，由于 Pod 的重启策略为 Always，容器再次重启了，并且又重新开始拉取镜像

7.3.5 修改nginx-test1.yaml

[root@master test]# vim nginx-test1.yaml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
##指定nginx版本为1.14
      image: nginx:1.14
      imagePullPolicy: Always
##注释掉命令
      #command: [ "echo","SUCCESS" ]

7.3.6 生成新的nginx-tets1.yaml配置资源

删除原有的资源
kubectl delete -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl delete -f nginx-test1.yaml
pod "nginx-test1" deleted

生成新的资源
kubectl apply -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl apply -f nginx-test1.yaml
pod/nginx-test1 created

7.3.7 查看pod状态

kubectl get pod -o wide

[root@master test]# kubectl get pod -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test1   1/1     Running   0          50s   10.244.1.49   node01   <none>           <none>

pod创建成功

7.3.8 查看pod的应用版本

curl -I 10.244.1.49

[root@master test]# curl -I 10.244.1.49
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.14.2
#版本重设为1.14.2
Date: Thu, 04 Nov 2021 15:04:43 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 612
Last-Modified: Tue, 04 Dec 2018 14:44:49 GMT
Connection: keep-alive
ETag: "5c0692e1-264"
Accept-Ranges: bytes

7.4 测试案例（循环命令）

7.4.1 修改nginx-test1.yaml

[root@master test]# vim nginx-test1.yaml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
#修改镜像版本为最新版本
      image: nginx
#设置镜像拉取策略为IfNotPresent
      imagePullPolicy: IfNotPresent
#设置循环命令，使得pod不会自动关闭
      command: [ "sh","while true;do echo SUCCESS;done;" ]

7.4.2 生成新的nginx-tets1.yaml配置资源

删除原有的资源
kubectl delete -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl delete -f nginx-test1.yaml
pod "nginx-test1" deleted

生成新的资源
kubectl apply -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl apply -f nginx-test1.yaml
pod/nginx-test1 created

7.4.2 查看pod状态

kubectl get pod -o wide

[root@master test]# kubectl get pod -o wide
NAME          READY   STATUS             RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test1   0/1     CrashLoopBackOff   3          67s   10.244.1.50   node01   <none>           <none>

再次进入异常循环状态

7.4.3 查看创建过程

kubectl describe pod nginx-test1

[root@master test]# kubectl describe pod nginx-test1
......
Events:
  Type     Reason     Age                   From               Message
  ----     ------     ----                  ----               -------
  Normal   Scheduled  2m59s                 default-scheduler  Successfully assigned default/nginx-test1 to node01
  Normal   Pulled     95s (x5 over 2m59s)   kubelet, node01    Container image "nginx" already present on machine
  Normal   Created    95s (x5 over 2m59s)   kubelet, node01    Created container nginx
  Normal   Started    95s (x5 over 2m59s)   kubelet, node01    Started container nginx
  Warning  BackOff    70s (x10 over 2m57s)  kubelet, node01    Back-off restarting failed container

发现错误发生在command步骤

7.4.4 查看pod日志

kubectl logs nginx-test1

[root@master test]# kubectl logs nginx-test1
sh: 0: Can't open while true;do echo SUCCESS;done;

发现是命令错误

7.4.5 再次修改nginx-test1.yaml

[root@master test]# vim nginx-test1.yaml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-test1
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
      imagePullPolicy: IfNotPresent
#发现缺少了“-c”选项，添加后保存退出
      command: [ "sh","-c","while true;do echo SUCCESS;done;" ]

7.4.6 再次生成新的nginx-tets1.yaml配置资源

删除原有的资源
kubectl delete -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl delete -f nginx-test1.yaml
pod "nginx-test1" deleted

生成新的资源
kubectl apply -f nginx-test1.yaml

[root@master test]# kubectl apply -f nginx-test1.yaml
pod/nginx-test1 created

7.4.7 再次查看pod状态

kubectl get pod -o wide

[root@master test]# kubectl get pod -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-test1   1/1     Running   0          7s    10.244.1.51   node01   <none>           <none>

pod运行成功

7.4.8 查看创建过程

kubectl describe pod nginx-test1

[root@master test]# kubectl describe pod nginx-test1
......
Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  108s  default-scheduler  Successfully assigned default/nginx-test1 to node01
  Normal  Pulled     107s  kubelet, node01    Container image "nginx" already present on machine
  Normal  Created    107s  kubelet, node01    Created container nginx
  Normal  Started    107s  kubelet, node01    Started container nginx

由于镜像拉取策略设定的是IfNotPresent，因此kubelet会先检查本地镜像仓库，如果有对应版本镜像就直接使用，没有的话才会前往镜像仓库拉取。

7.4.9 查看pod日志

kubectl describe pod nginx-test1 | grep "Image"

[root@master test]# kubectl describe pod nginx-test1 | grep "Image"
    Image:         nginx
    Image ID:      docker-pullable://nginx@sha256:644a70516a26004c97d0d85c7fe1d0c3a67ea8ab7ddf4aff193d9f301670cf36

8. harbor登录凭据操作

8.1 部署harbor

部署步骤详见往期博客

8.2 查看登录凭证

cat /root/.docker/config.json | base64 -w 0
node01

[root@node01 ~]# cat /root/.docker/config.json | base64 -w 0
#base64 -w 0：进行 base64 加密并禁止自动换行
ewoJImF1dGhzIjogewoJCSJodWIudGVzdC5jb20iOiB7CgkJCSJhdXRoIjogIllXUnRhVzQ2U0dGeVltOXlNVEl6TkRVPSIKCQl9Cgl9Cn0=

8.3 创建harbor登录凭据资源清单

master

[root@master ~]# vim harbor-pull-secret.yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: harbor-pull-secret
data:
  .dockerconfigjson: ewoJImF1dGhzIjogewoJCSJodWIudGVzdC5jb20iOiB7CgkJCSJhdXRoIjogIllXUnRhVzQ2U0dGeVltOXlNVEl6TkRVPSIKCQl9Cgl9Cn0=
#复制粘贴上述查看的登陆凭据
type: kubernetes.io/dockerconfigjson

8.4 创建secret资源

kubectl create -f harbor-pull-secret.yaml
master

[root@master test]# kubectl create -f harbor-pull-secret.yaml
secret/harbor-pull-secret created

8.5 查看secret资源

kubectl get secret
master

[root@master test]# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-7lsdx   kubernetes.io/service-account-token   3      3d5h
harbor-pull-secret    kubernetes.io/dockerconfigjson        1      2m3s

8.6 创建资源从harbor中下载镜像

master

[root@master test]# vim nginx-deployment.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
#添加拉取secret资源选项
      imagePullSecrets:
#指定secret资源名称
      - name: harbor-pull-secret
      containers:
      - name: my-nginx
#指定harbor中的镜像名
        image: hub.test.com/library/nginx:v1
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 8080
    targetPort: 8080
    nodePort: 11111
  selector:
    app: my-nginx

8.7 删除之前在node节点下载的nginx镜像

node01
docker rmi -f hub.test.com/library/nginx:v1

[root@node01 ~]# docker images
REPOSITORY                                           TAG             IMAGE ID       CREATED       SIZE
nginx                                                latest          87a94228f133   3 weeks ago   133MB
hub.test.com/library/nginx                           v1              87a94228f133   3 weeks ago   133MB
k8s.gcr.io/kube-apiserver                            v1.15.1         68c3eb07bfc3   2 years ago   207MB
k8s.gcr.io/kube-proxy                                v1.15.1         89a062da739d   2 years ago   82.4MB
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy   v1.15.1         89a062da739d   2 years ago   82.4MB
k8s.gcr.io/kube-controller-manager                   v1.15.1         d75082f1d121   2 years ago   159MB
k8s.gcr.io/kube-scheduler                            v1.15.1         b0b3c4c404da   2 years ago   81.1MB
nginx                                                1.15            53f3fd8007f7   2 years ago   109MB
nginx                                                1.14            295c7be07902   2 years ago   109MB
wl/flannel                                           v0.11.0-amd64   ff281650a721   2 years ago   52.6MB
k8s.gcr.io/coredns                                   1.3.1           eb516548c180   2 years ago   40.3MB
registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns      1.3.1           eb516548c180   2 years ago   40.3MB
wl/kubernetes-dashboard-amd64                        v1.10.1         f9aed6605b81   2 years ago   122MB
k8s.gcr.io/etcd                                      3.3.10          2c4adeb21b4f   2 years ago   258MB
nginx                                                1.15.4          bc26f1ed35cf   3 years ago   109MB
busybox                                              1.28            8c811b4aec35   3 years ago   1.15MB
k8s.gcr.io/pause                                     3.1             da86e6ba6ca1   3 years ago   742kB
registry.aliyuncs.com/google_containers/pause        3.1             da86e6ba6ca1   3 years ago   742kB
[root@node01 ~]# docker rmi -f hub.test.com/library/nginx:v1
Untagged: hub.test.com/library/nginx:v1
Untagged: hub.test.com/library/nginx@sha256:7250923ba3543110040462388756ef099331822c6172a050b12c7a38361ea46f

8.8 创建资源

master
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

[root@master test]# kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
deployment.extensions/my-nginx created
service/my-nginx created

8.9 查看pod信息

master
kubectl get pods -o wide

[root@master test]# kubectl get pods -o wide
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
my-nginx-74f9bccc8c-5z9nv   1/1     Running   0          49s   10.244.2.30   node02   <none>           <none>
my-nginx-74f9bccc8c-txkg9   1/1     Running   0          49s   10.244.1.52   node01   <none>           <none>

8.10 查看pod描述信息

kubectl describe pod my-nginx-74f9bccc8c-txkg9

[root@master test]# kubectl describe pod my-nginx-74f9bccc8c-txkg9
......
Events:
  Type    Reason     Age    From               Message
  ----    ------     ----   ----               -------
  Normal  Scheduled  4m38s  default-scheduler  Successfully assigned default/my-nginx-74f9bccc8c-txkg9 to node01
#镜像从harbor仓库中拉取而来
  Normal  Pulling    4m37s  kubelet, node01    Pulling image "hub.test.com/library/nginx:v1"
  Normal  Pulled     4m37s  kubelet, node01    Successfully pulled image "hub.test.com/library/nginx:v1"
  Normal  Created    4m37s  kubelet, node01    Created container my-nginx
  Normal  Started    4m37s  kubelet, node01    Started container my-nginx

kubectl describe pod my-nginx-74f9bccc8c-txkg9 | grep "Image:"

[root@master test]# kubectl describe pod my-nginx-74f9bccc8c-txkg9 | grep "Image:"
    Image:          hub.test.com/library/nginx:v1

8.11 刷新harbor页面，可以看到镜像的下载次数增加了

9. 总结

9.1 pod的种类

pod通过运行方式来分类，可分为2种。
自主式pod：没有自愈能力
控制器管理的pod：有自愈能力（pod被删除后会重新拉起新的pod）

9.2 pod有几种容器

基础容器（pause）：初始化容器环境，开启pid=1的init进程来管理其他容器的生命周期；提供网络和存储空间的共享环境基础。
init容器：是在基础容器之后，应用容器之前运行的容器，多个init容器时串行运行的，init容器必须在上一个init容器成功运行和退出后才会运行。
应用容器（main c）：运行业务的容器，在init容器都运行成功和退出后运行，多个应用容器是并行运行的。
注意：在一个pod中，init容器和应用容器的名称都是唯一的。

9.3 镜像拉取策略（imagePullPolicy）

yaml资源配置清单中，配置在containers字段下面一层。

IfNotPresent：是带有指定标签的镜像的默认拉取策略。本地有则用本地镜像，本地没有则从仓库拉取镜像。
Always：是没有标签的镜像或者使用latest标签的镜像的默认拉取策略，创建pod总是从仓库拉取镜像。
Never：不从仓库拉取镜像，仅使用本地镜像。

9.4 重启策略（restartPolicy）

Always：默认的重启策略，容器退出时，总是重启容器。
Never：容器退出，从不重启容器。
Onfailure：只有容器异常退出（非0状态码退出）时，才会重启容器。

9.5 仓库

仓库分为公有仓库和私有仓库
公有仓库使用【仓库名/镜像名:标签】定义
私有仓库使用【私有仓库主机名/项目名/镜像名:标签】定义
私有仓库的访问方式有三种：

用户名以及密码访问
证书访问
token令牌访问
~/.docker/config | base64 -w 0 --> secret资源 --> yaml文件中imagePullSecrets

posted @ 2021-11-05 01:00 丨君丶陌阅读(673) 评论(0) 编辑收藏举报

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丨君丶陌

君子不行陌路，管它咫尺还是天涯。

k8s之Pod基础概念

k8s之Pod基础概念

1. 资源限制

2. Pod的两种使用方式

3. Pod资源共享

4. 底层容器Pause

4.1 Pause共享资源

4.1.1 网络

4.1.2 存储

4.1.3 总结

4.2 Pause主要功能

4.3 Pod与Pause结构的设计初衷

5. Pod容器的分类

5.1 基础容器（infrastructure container）

5.2 初始化容器（initcontainers）

Init 的容器作用

5.3 应用容器（Maincontainer）

5.4 官网示例

6. 操作示例

6.1 编写myapp.yaml

6.2 创建myapp.yaml配置资源

6.3 查看pod创建过程

6.4 查看pod日志

6.5 编写myservice.yaml

6.6 创建myservice.yaml配置资源

6.7 编写mydb.yaml

6.8 查看pod以及service列表

6.9 查看myapp-pod创建全过程

6.10 特别说明

7. 镜像拉取策略（image PullPolicy）：

7.1 官方示例

7.2 不指定版本号，查看默认拉取策略

7.2.1 不指定版本号创建pod

7.2.2 查看默认拉取策略

7.2.3 查看创建过程

7.3 测试案例（非循环命令）

7.3.1 创建测试案例nginx-test1.yaml

7.3.2 生成nginx-test1配置资源

7.3.3 查看pod状态

7.3.4 查看创建过程

7.3.5 修改nginx-test1.yaml

7.3.6 生成新的nginx-tets1.yaml配置资源

7.3.7 查看pod状态

7.3.8 查看pod的应用版本

7.4 测试案例（循环命令）

7.4.1 修改nginx-test1.yaml

7.4.2 生成新的nginx-tets1.yaml配置资源

7.4.2 查看pod状态

7.4.3 查看创建过程

7.4.4 查看pod日志

7.4.5 再次修改nginx-test1.yaml

7.4.6 再次生成新的nginx-tets1.yaml配置资源

7.4.7 再次查看pod状态

7.4.8 查看创建过程

7.4.9 查看pod日志

8. harbor登录凭据操作

8.1 部署harbor

8.2 查看登录凭证

8.3 创建harbor登录凭据资源清单

8.4 创建secret资源

8.5 查看secret资源

8.6 创建资源从harbor中下载镜像

8.7 删除之前在node节点下载的nginx镜像

8.8 创建资源

8.9 查看pod信息

8.10 查看pod描述信息

8.11 刷新harbor页面，可以看到镜像的下载次数增加了

9. 总结

9.1 pod的种类

9.2 pod有几种容器

9.3 镜像拉取策略（imagePullPolicy）

9.4 重启策略（restartPolicy）

9.5 仓库