k8s核心资源之namespace与pod污点容忍度生命周期进阶篇(四)
注：因编辑器的问题yaml语法格式可能显示不正确
1、命名空间namespace
1.1 什么是命名空间？
Kubernetes 支持多个虚拟集群，它们底层依赖于同一个物理集群。 这些虚拟集群被称为命名空间。
命名空间namespace是k8s集群级别的资源，可以给不同的用户、租户、环境或项目创建对应的命名空间，例如，可以为test、devlopment、production环境分别创建各自的命名空间。
1.2 namespace应用场景
命名空间适用于存在很多跨多个团队或项目的用户的场景。对于只有几到几十个用户的集群，根本不需要创建或考虑命名空间。
1、查看名称空间及其资源对象
k8s集群默认提供了几个名称空间用于特定目的，例如，kube-system主要用于运行系统级资源，存放k8s一些组件的。而default则为那些未指定名称空间的资源操作提供一个默认值。
使用kubectl get namespace可以查看namespace资源，使用kubectl describe namespace $NAME可以查看特定的名称空间的详细信息。
2、管理namespace资源
namespace资源属性较少，通常只需要指定名称即可创建，如“kubectl create namespace qa”。namespace资源的名称仅能由字母、数字、下划线、连接线等字符组成。删除namespace资源会级联删除其包含的所有其他资源对象。
1.3 namespacs常用指令
① 创建一个test命名空间
# kubectl create ns test
② 切换命名空间
# kubectl config set-context --current --namespace=kube-system
#切换命名空间后，kubectl get pods 如果不指定-n，查看的就是kube-system命名空间的资源了。
#查看哪些资源属于命名空间级别的
1.4 namespace资源限额
namespace是命名空间，里面有很多资源，那么我们可以对命名空间资源做个限制，防止该命名空间部署的资源超过限制。
如何对namespace资源做限额呢？
# vim namespace-quota.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: mem-cpu-quota
namespace: test
spec:
hard:
requests.cpu: "2"
requests.memory: 2Gi
limits.cpu: "4"
limits.memory: 4Gi
#创建的ResourceQuota对象将在test名字空间中添加以下限制：
每个容器必须设置内存请求（memory request），内存限额（memory limit），cpu请求（cpu request）和cpu限额（cpu limit）。
所有容器的内存请求总额不得超过2GiB。
所有容器的内存限额总额不得超过4 GiB。
所有容器的CPU请求总额不得超过2 CPU。
所有容器的CPU限额总额不得超过4CPU。
#创建pod时候必须设置资源限额，否则创建失败，如下：
# vim pod-test.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-test
namespace: test
labels:
app: tomcat-pod-test
spec:
containers:
- name: tomcat-test
ports:
- containerPort: 8080
image: hxu/tomcat-8.5-jre8:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
[root@k8s-master1 ~]# kubectl apply -f pod-test.yaml
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pod -n test
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-test 1/1 Running 0 67s
2、标签
2.1 什么是标签？
标签其实就一对 key/value ，被关联到对象上，比如Pod,标签的使用我们倾向于能够表示对象的特殊特点，就是一眼就看出了这个Pod是干什么的，标签可以用来划分特定的对象（比如版本，服务类型等），标签可以在创建一个对象的时候直接定义，也可以在后期随时修改，每一个对象可以拥有多个标签，但是，key值必须是唯一的。创建标签之后也可以方便我们对资源进行分组管理。如果对pod打标签，之后就可以使用标签来查看、删除指定的pod。
在k8s中，大部分资源都可以打标签。
2.2 如何给pod资源打标签
显示如下,显示如下，说明标签达成功了；
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods pod-test -n test --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
pod-test 1/1 Running 0 3m55s app=tomcat-pod-test
# 1、对已经存在的pod打标签，release=v1
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl label pods pod-test release=v1 -n test
pod/pod-test labeled
# 2、查看标签是否打成功：
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods pod-test -n test --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
pod-test 1/1 Running 0 4m40s app=tomcat-pod-test,release=v1
2.3 查看资源标签
查看默认名称空间下所有pod资源的标签
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
demo-pod 1/1 Running 0 15d app=myapp,env=dev
nginx-test-57f9f5b6d7-8zt7x 1/1 Running 0 38m app=nginx,pod-template-hash=57f9f5b6d7
nginx-test-57f9f5b6d7-fxsw5 1/1 Running 0 8d app=nginx,pod-template-hash=57f9f5b6d7
test-nginx-67b6d886b6-ccrvd 1/1 Running 0 13d k8s-app=test-nginx,pod-template-hash=67b6d886b6
test-nginx-67b6d886b6-qgjdh 1/1 Running 0 13d k8s-app=test-nginx,pod-template-hash=67b6d886b6
用法示例：
# 查看默认名称空间下指定pod具有的所有标签
kubectl get pods pod-first --show-labels
# 列出默认名称空间下标签key是release的pod，不显示标签
kubectl get pods -l release
#列出默认名称空间下标签key是release、值是v1的pod，不显示标签
kubectl get pods -l release=v1
#列出默认名称空间下标签key是release的所有pod，并打印对应的标签值
kubectl get pods -L release
#查看所有名称空间下的所有pod的标签
kubectl get pods --all-namespaces --show-labels
kubectl get pods -l release=v1 -L release
3、node节点选择器
我们在创建pod资源的时候，pod会根据schduler进行调度，那么默认会调度到随机的一个工作节点，如果我们想要pod调度到指定节点或者调度到一些具有相同特点的node节点，怎么办呢？
可以使用pod中的nodeName或者nodeSelector字段指定要调度到的node节点
1、nodeName：
指定pod节点运行在哪个具体node上
先来编写一个yaml文件，指定调度节点为k8s-node1节点，我这里只有一个虚拟机所以看不出来效果，如有多个虚拟机可以指定其他的node节点的主机名！
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# cat pod-node.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: demo-pod
namespace: default
labels:
app: myapp
env: dev
spec:
nodeName: k8s-node1 #此处指定调度到哪个节点，写node的主机名
containers:
- name: tomcat-pod-java
ports:
- containerPort: 8080
image: tomcat:8.5-jre8-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
- name: busybox
image: busybox:latest
command:
- "/bin/sh"
- "-c"
- "sleep 3600"
# kubectl apply -f pod-node.yaml
查看pod调度到哪个节点
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
demo-pod 2/2 Running 0 2m 10.244.1.21 k8s-node1 <none> <none>
4、nodeSelector：
指定pod调度到具有哪些标签的node节点上
给node节点打标签，打个具有disk=ceph的标签
# kubectl label nodes k8s-node2 disk=ceph
node/k8s-node2 labeled
# 定义pod的时候指定要调度到具有disk=ceph标签的node上
编辑一个yaml文件
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# cat pod-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: demo-pod-1
namespace: default
labels:
app: myapp
env: dev
spec:
nodeSelector: # 加上nodeselector
disk: ceph # 値
containers:
- name: tomcat-pod-java
ports:
- containerPort: 8080
image: tomcat:8.5-jre8-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
读取yaml文件并创建pod
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl apply -f pod-1.yaml
pod/demo-pod-1 created
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
demo-pod 2/2 Running 68 2d21h 10.244.1.21 k8s-node1 <none> <none>
demo-pod-1 0/1 ContainerCreating 0 3s <none> k8s-node2 # 调度到了node2上 <none> <none>
nginx-test-57f9f5b6d7-8zt7x 1/1 Running 0 2d22h 10.244.1.19 k8s-node1 <none> <none>
nginx-test-57f9f5b6d7-fxsw5 1/1 Running 0 11d 10.244.1.16 k8s-node1 <none> <none>
test-nginx-67b6d886b6-ccrvd 1/1 Running 0 15d 10.244.1.8 k8s-node1 <none> <none>
test-nginx-67b6d886b6-qgjdh 1/1 Running 0 15d 10.244.1.9 k8s-node1 <none> <none>
5、亲和性
5.1 node节点亲和性
node节点亲和性调度：nodeAffinity
# kubectl explain pods.spec.affinity
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: affinity <Object>
DESCRIPTION:
If specified, the pod's scheduling constraints
Affinity is a group of affinity scheduling rules.
FIELDS:
nodeAffinity <Object>
podAffinity <Object>
podAntiAffinity <Object>
# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: nodeAffinity <Object>
DESCRIPTION:
Describes node affinity scheduling rules for the pod.
Node affinity is a group of node affinity scheduling rules.
FIELDS:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <[]Object>
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <Object>
prefered表示有节点尽量满足这个位置定义的亲和性，这不是一个必须的条件，软亲和性
require表示必须有节点满足这个位置定义的亲和性，这是个硬性条件，硬亲和性
# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <Object>
DESCRIPTION:
FIELDS:
nodeSelectorTerms <[]Object> -required-
Required. A list of node selector terms. The terms are ORed.
# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSelectorTerms
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: nodeSelectorTerms <[]Object>
DESCRIPTION:
Required. A list of node selector terms. The terms are ORed.
A null or empty node selector term matches no objects. The requirements of
them are ANDed. The TopologySelectorTerm type implements a subset of the
NodeSelectorTerm.
FIELDS:
matchExpressions <[]Object>
matchFields <[]Object>
matchExpressions：匹配表达式的
matchFields： 匹配字段的
# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSelectorTerms.matchFields
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: matchFields <[]Object>
DESCRIPTION:
FIELDS:
key <string> -required-
values <[]string>
# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSelectorTerms.matchExpressions
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: matchExpressions <[]Object>
DESCRIPTION:
FIELDS:
key <string> -required-
operator <string> -required-
values <[]string>
key：检查label
operator：做等值选则还是不等值选则
values：给定值
5.1.1 硬亲和性
例1：使用requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution硬亲和性
#把myapp-v1.tar.gz上传到两个node主机中并load -i
在master节点编辑yaml文件
# cat pod-nodeaffinity-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-node-affinity-demo
namespace: default
labels:
app: myapp
tier: frontend
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: zone
operator: In
values:
- foo
- bar
我们检查当前节点中有任意一个节点拥有zone标签的值是foo或者bar，就可以把pod调度到这个node节点的foo或者bar标签上的节点上
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo.yaml
pod/pod-node-affinity-demo created
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide | grep pod-node
pod-node-affinity-demo 0/1 Pending 0 2s <none>
status的状态是pending，上面说明没有完成调度，因为没有一个拥有zone的标签的值是foo或者bar，而且使用的是硬亲和性，必须满足条件才能完成调度
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl label nodes k8s-node2 zone=foo
node/k8s-node2 labeled
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide | grep pod-node
pod-node-affinity-demo 1/1 Running 0 78s 10.244.2.3 k8s-node2
5.1.2 软亲和性
例2：使用preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution软亲和性
# cat pod-nodeaffinity-demo-2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-node-affinity-demo-2
namespace: default
labels:
app: myapp
tier: frontend
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
affinity:
nodeAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- preference:
matchExpressions:
- key: zone1
operator: In
values:
- foo1
- bar1
weight: 60
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo-2.yaml
pod/pod-node-affinity-demo-2 created
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide |grep demo-2
pod-node-affinity-demo-2 1/1 Running 0 2s 10.244.2.4 k8s-node2
上面说明软亲和性是可以运行这个pod的，尽管没有运行这个pod的节点定义的zone1标签
Node节点亲和性针对的是pod和node的关系，Pod调度到node节点的时候匹配的条件
5.2 Pod节点亲和性
pod自身的亲和性调度有两种表示形式
podaffinity：pod和pod更倾向腻在一起，把相近的pod结合到相近的位置，如同一区域，同一机架，这样的话pod和pod之间更好通信，比方说有两个机房，这两个机房部署的集群有1000台主机，那么我们希望把nginx和tomcat都部署同一个地方的node节点上，可以提高通信效率；
podunaffinity：pod和pod更倾向不腻在一起，如果部署两套程序，那么这两套程序更倾向于反亲和性，这样相互之间不会有影响。
第一个pod随机选则一个节点，做为评判后续的pod能否到达这个pod所在的节点上的运行方式，这就称为pod亲和性；我们怎么判定哪些节点是相同位置的，哪些节点是不同位置的；我们在定义pod亲和性时需要有一个前提，哪些pod在同一个位置，哪些pod不在同一个位置，这个位置是怎么定义的，标准是什么？以节点名称为标准，这个节点名称相同的表示是同一个位置，节点名称不相同的表示不是一个位置。
帮助：
# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: podAffinity <Object>
DESCRIPTION:
Describes pod affinity scheduling rules (e.g. co-locate this pod in the
same node, zone, etc. as some other pod(s)).
Pod affinity is a group of inter pod affinity scheduling rules.
FIELDS:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <[]Object>
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <[]Object>
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution： 硬亲和性
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软亲和性
# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <[]Object>
DESCRIPTION:
FIELDS:
labelSelector <Object>
namespaces <[]string>
topologyKey <string> -required-
topologyKey：
位置拓扑的键，这个是必须字段
怎么判断是不是同一个位置：
rack=rack1
row=row1
使用rack的键是同一个位置
使用row的键是同一个位置
labelSelector：
我们要判断pod跟别的pod亲和，跟哪个pod亲和，需要靠labelSelector，通过labelSelector选则一组能作为亲和对象的pod资源
namespace：
labelSelector需要选则一组资源，那么这组资源是在哪个名称空间中呢，通过namespace指定，如果不指定namespaces，那么就是当前创建pod的名称空间
# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.labelSelector
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: labelSelector <Object>
DESCRIPTION:
A label query over a set of resources, in this case pods.
A label selector is a label query over a set of resources. The result of
matchLabels and matchExpressions are ANDed. An empty label selector matches
all objects. A null label selector matches no objects.
FIELDS:
matchExpressions <[]Object>
matchLabels <map[string]string>
5.2.1 pod节点亲和性
例1：
定义两个pod，第一个pod做为基准，第二个pod跟着它走
# cat pod-required-affinity-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-first
labels:
app2: myapp2
tier: frontend
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-second
labels:
app: backend
tier: db
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["sh","-c","sleep 3600"]
affinity:
podAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- {key: app2, operator: In, values: ["myapp2"]}
topologyKey: kubernetes.io/hostname
#上面表示创建的pod必须与拥有app=myapp标签的pod在一个节点上
# kubectl apply -f pod-required-affinity-demo.yaml
kubectl get pods -o wide 显示如下：
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod-first 1/1 Running 0 24s 10.244.2.5 k8s-node2
pod-second 1/1 Running 0 24s 10.244.2.6 k8s-node2
上面说明第一个pod调度到哪，第二个pod也调度到哪，这就是pod节点亲和性
注意：查看node节点的标签可以使用--show-labels查看
kubectl get nodes --show-labels
5.2.2 Pod节点反亲和性
例2：
定义两个pod，第一个pod做为基准，第二个pod跟它调度节点相反
在master节点编辑yaml文件
# cat pod-required-anti-affinity-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-first
labels:
app1: myapp1
tier: frontend
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-second
labels:
app: backend
tier: db
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["sh","-c","sleep 3600"]
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- {key: app1, operator: In, values: ["myapp1"]}
topologyKey: kubernetes.io/hostname
# kubectl apply -f pod-required-anti-affinity-demo.yaml
# 显示两个pod不在一个node节点上，这就是pod节点反亲和性
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pods -o wide
pod-first 1/1 Running 0 4s 10.244.2.7 k8s-node2
pod-second 1/1 Running 0 4s 10.244.1.22 k8s-node1
# kubectl delete -f pod-required-anti-affinity-demo.yaml
例3：换一个topologykey
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl label nodes k8s-node1 zone=foo
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl label nodes k8s-node2 zone=foo --overwrite
# cat pod-first-required-anti-affinity-demo-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-first
labels:
app3: myapp3
tier: frontend
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
# cat pod-second-required-anti-affinity-demo-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-second
labels:
app: backend
tier: db
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["sh","-c","sleep 3600"]
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- {key: app3 ,operator: In, values: ["myapp3"]}
topologyKey: zone
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl apply -f pod-first-required-anti-affinity-demo-1.yaml
pod/pod-first created
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl apply -f pod-second-required-anti-affinity-demo-1.yaml
pod/pod-second created
[root@k8s-master1 kubenetes-han]# kubectl get pod -o wide显示如下：
第二个pod现在是pending，因为两个节点是同一个位置，现在没有不是同一个位置的了，而且我们要求反亲和性，所以就会处于pending状态，如果在反亲和性这个位置把required改成preferred，那么也会运行。
podaffinity：pod节点亲和性，pod倾向于哪个pod
nodeaffinity：node节点亲和性，pod倾向于哪个node
6、污点、容忍度
给了节点选则的主动权，我们给节点打一个污点，不容忍的pod就运行不上来，污点就是定义在节点上的键值属性数据，可以定决定拒绝那些pod；
taints是键值数据，用在节点上，定义污点；
tolerations是键值数据，用在pod上，定义容忍度，能容忍哪些污点
pod亲和性是pod属性；但是污点是节点的属性，污点定义在nodeSelector上
# kubectl describe nodes k8s-master1
Taints: node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule
# kubectl explain node.spec.taints
KIND: Node
VERSION: v1
RESOURCE: taints <[]Object>
DESCRIPTION:
If specified, the node's taints.
The node this Taint is attached to has the "effect" on any pod that does
not tolerate the Taint.
FIELDS:
effect <string> -required-
key <string> -required-
timeAdded <string>
value <string>
taints的effect用来定义对pod对象的排斥等级（效果）：
NoSchedule：
仅影响pod调度过程，当pod能容忍这个节点污点，就可以调度到当前节点，后来这个节点的污点改了，加了一个新的污点，使得之前调度的pod不能容忍了，那这个pod会怎么处理，对现存的pod对象不产生影响
NoExecute：
既影响调度过程，又影响现存的pod对象，如果现存的pod不能容忍节点后来加的污点，这个pod就会被驱逐
PreferNoSchedule：
最好不，也可以，是NoSchedule的柔性版本
在pod对象定义容忍度的时候支持两种操作：
1.等值密钥：key和value上完全匹配
2.存在性判断：key和effect必须同时匹配，value可以是空
在pod上定义的容忍度可能不止一个，在节点上定义的污点可能多个，需要琢个检查容忍度和污点能否匹配，每一个污点都能被容忍，才能完成调度，如果不能容忍怎么办，那就需要看pod的容忍度了
# kubectl describe nodes k8s-master1
查看master这个节点是否有污点，显示如下：
上面可以看到master这个节点的污点是Noschedule
所以我们创建的pod都不会调度到master上，因为我们创建的pod没有容忍度
kubectl describe pods kube-apiserver-k8s-master1 -n kube-system
显示如下
可以看到这个pod的容忍度是NoExecute，则可以调度到k8s-master1上
6.1 管理节点污点
[root@k8s-master1]# kubectl taint –help
例1：把k8s-node2当成是生产环境专用的，其他node是测试的，先打个污点
[root@k8s-master1 taint]# kubectl taint node k8s-node2 node-type=production:NoSchedule
node/k8s-node2 tainted
[root@k8s-master1 taint]# cat pod-taint.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: taint-pod
namespace: default
labels:
tomcat: tomcat-pod
spec:
containers:
- name: taint-pod
ports:
- containerPort: 8080
image: tomcat:8.5-jre8-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
查看一下pod呗调度到哪个节点了
[root@k8s-master1 taint]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
taint-pod 1/1 Running 0 20s 10.244.1.23 k8s-node1
可以看到都被调度到k8s-node1上了，因为k8s-node2这个节点打了污点，而我们在创建pod的时候没有容忍度，所以k8s-node2上不会有pod调度上去的
例2：给k8s-node1也打上污点
[root@k8s-master1 taint]# kubectl taint node k8s-node1 node-type=dev:NoExecute
node/k8s-node1 tainted
[root@k8s-master1 taint]# kubectl get pods -o wide
如下图，可以看到node1已经存在的pod节点都被撵走了
[root@k8s-master1 taint]# cat pod-demo-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp-deploy
namespace: default
labels:
app: myapp
release: canary
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
ports:
- name: http
containerPort: 80
tolerations:
- key: "node-type"
operator: "Equal"
value: "production"
effect: "NoExecute"
tolerationSeconds: 3600
myapp-deploy 1/1 Pending 0 11s k8s-node2
还是显示pending，因为我们使用的是equal（等值匹配），所以key和value，effect必须和node节点定义的污点完全匹配才可以，把上面配置effect: "NoExecute"变成
effect: "NoSchedule"成；
tolerationSeconds: 3600这行去掉
先delete掉上面创建的pod后在修改，修改后重新应用。
上面就可以调度到k8s-node2上了，因为在pod中定义的容忍度能容忍node节点上的污点
例3：再次修改
修改如下部分：
tolerations:
- key: "node-type"
operator: "Exists"
value: ""
effect: "NoSchedule"
只要对应的键是存在的，exists，其值被自动定义成通配符
# kubectl delete -f pod-demo-1.yaml
# kubectl apply -f pod-demo-1.yaml
# kubectl get pods
发现还是调度到k8s-node2上
myapp-deploy 1/1 running 0 11s k8s-node2
最后删除污点：
[root@k8s-master1 taint]#kubectl taint nodes k8s-node1 node-type:NoExecute-
node/k8s-node1 untainted
[root@k8s-master1 taint]# kubectl taint nodes k8s-node2 node-type:NoSchedule-
node/k8s-node2 untainted
7、Pod常见的状态和重启策略
7.1 常见的pod状态
Pod的status定义在PodStatus对象中，其中有一个phase字段。它简单描述了Pod在其生命周期的阶段。熟悉Pod的各种状态对我们理解如何设置Pod的调度策略、重启策略是很有必要的。下面是 phase 可能的值，也就是pod常见的状态：
挂起（Pending）：我们在请求创建pod时，条件不满足，调度没有完成，没有任何一个节点能满足调度条件，已经创建了pod但是没有适合它运行的节点叫做挂起，调度没有完成，处于pending的状态会持续一段时间：包括调度Pod的时间和通过网络下载镜像的时间。
运行中（Running）：Pod已经绑定到了一个节点上，Pod 中所有的容器都已被创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或重启状态。
成功（Succeeded）：Pod 中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启。
失败（Failed）：Pod 中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非0状态退出或者被系统终止。
未知（Unknown）：未知状态，所谓pod是什么状态是apiserver和运行在pod节点的kubelet进行通信获取状态信息的，如果节点之上的kubelet本身出故障，那么apiserver就连不上kubelet，得不到信息了，就会看Unknown
扩展：还有其他状态，如下：
Evicted状态：出现这种情况，多见于系统内存或硬盘资源不足，可df-h查看docker存储所在目录的资源使用情况，如果百分比大于85%，就要及时清理下资源，尤其是一些大文件、docker镜像。
CrashLoopBackOff：容器曾经启动了，但可能又异常退出了
Error 状态：Pod 启动过程中发生了错误
7.2 pod重启策略
Pod的重启策略（RestartPolicy）应用于Pod内的所有容器，并且仅在Pod所处的Node上由kubelet进行判断和重启操作。当某个容器异常退出或者健康检查失败时，kubelet将根据 RestartPolicy 的设置来进行相应的操作。
Pod的重启策略包括 Always、OnFailure和Never，默认值为Always。
Always：当容器失败时，由kubelet自动重启该容器。
OnFailure：当容器终止运行且退出码不为0时，由kubelet自动重启该容器。
Never：不论容器运行状态如何，kubelet都不会重启该容器。
[root@k8s-master1 ~]# vim pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: demo-pod
namespace: default
labels:
app: myapp
spec:
restartPolicy: Always
containers:
- name: tomcat-pod-java
ports:- containerPort: 8080
image: tomcat:8.5-jre8-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
- containerPort: 8080
8、Pod生命周期
概念图
8.1 Init容器
Pod 里面可以有一个或者多个容器，部署应用的容器可以称为主容器，在创建Pod时候，Pod 中可以有一个或多个先于主容器启动的Init容器,这个init容器就可以成为初始化容器，初始化容器一旦执行完，它从启动开始到初始化代码执行完就退出了，它不会一直存在，所以在主容器启动之前执行初始化，初始化容器可以有多个，多个初始化容器是要串行执行的，先执行初始化容器1，在执行初始化容器2等，等初始化容器执行完初始化就退出了，然后再执行主容器，主容器一退出，pod就结束了，主容器退出的时间点就是pod的结束点，它俩时间轴是一致的；
Init容器就是做初始化工作的容器。可以有一个或多个，如果多个按照定义的顺序依次执行，只有所有的初始化容器执行完后，主容器才启动。由于一个Pod里的存储卷是共享的，所以Init Container里产生的数据可以被主容器使用到，Init Container可以在多种K8S资源里被使用到，如Deployment、DaemonSet, StatefulSet、Job等，但都是在Pod启动时，在主容器启动前执行，做初始化工作。
Init容器与普通的容器区别是:
1、Init 容器不支持 Readiness,因为它们必须在Pod就绪之前运行完成
2、每个Init容器必须运行成功,下一个才能够运行
3、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值为 Never,它不会重新启动。
初始化容器的官方地址：
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/init-containers/#init-containers-in-use
访问官方文档
在本机也编辑一个yaml
[root@k8s-master1 init-pod]# cat init-pod.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.$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/namespace).svc.cluster.local; do echo waiting for myservice; sleep 2; done"]
- name: init-mydb
image: busybox:1.28
command: ['sh', '-c', "until nslookup mydb.$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/namespace).svc.cluster.local; do echo waiting for mydb; sleep 2; done"]
更新yaml文件,此文件一直处于初始化阶段
[root@k8s-master1 init-pod]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
myapp-pod 0/1 Init:0/2 0 3m17s
可以通过kubectl describe pod myapp-pod查看一下pod相关信息
有两个容器需要先进行初始化后才能继续，
kubectl logs myapp-pod -c init-myservice # Inspect the first init container
kubectl logs myapp-pod -c init-mydb # Inspect the second init container
yaml文件中定义的需要解析db的服务，因为我们还没有创建所以一直卡在这，按着官网文档先进行创建一个
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 9376
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mydb
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 9377
8.2 主容器
1、容器钩子
初始化容器启动之后，开始启动主容器，在主容器启动之前有一个post start hook（容器启动后钩子）和pre stop hook（容器结束前钩子），无论启动后还是结束前所做的事我们可以把它放两个钩子，这个钩子就表示用户可以用它来钩住一些命令，来执行它，做开场前的预设，结束前的清理，如awk有begin，end，和这个效果类似；
postStart：该钩子在容器被创建后立刻触发，通知容器它已经被创建。如果该钩子对应的hook handler执行失败，则该容器会被杀死，并根据该容器的重启策略决定是否要重启该容器，这个钩子不需要传递任何参数。
preStop：该钩子在容器被删除前触发，其所对应的hook handler必须在删除该容器的请求发送给Docker daemon之前完成。在该钩子对应的hook handler完成后不论执行的结果如何，Docker daemon会发送一个SGTERN信号量给Docker daemon来删除该容器，这个钩子不需要传递任何参数。
在k8s中支持两类对pod的检测，第一类叫做livenessprobe（pod存活性探测）：
存活探针主要作用是，用指定的方式检测pod中的容器应用是否正常运行，如果检测失败，则认为容器不健康，那么Kubelet将根据Pod中设置的 restartPolicy来判断Pod 是否要进行重启操作，如果容器配置中没有配置 livenessProbe，Kubelet 将认为存活探针探测一直为成功状态。
第二类是状态检readinessprobe（pod就绪性探测）：用于判断容器中应用是否启动完成，当探测成功后才使Pod对外提供网络访问，设置容器Ready状态为true，如果探测失败，则设置容器的Ready状态为false。
8.3 创建pod需要经过哪些阶段？
当用户创建pod时，这个请求给apiserver，apiserver把创建请求的状态保存在etcd中；
接下来apiserver会请求scheduler来完成调度，如果调度成功，会把调度的结果（如调度到哪个节点上了，运行在哪个节点上了，把它更新到etcd的pod资源状态中）保存在etcd中，一旦存到etcd中并且完成更新以后，如调度到k8s-master1上，那么k8s-master1节点上的kubelet通过apiserver当中的状态变化知道有一些任务被执行了，所以此时此kubelet会拿到用户创建时所提交的清单，这个清单会在当前节点上运行或者启动这个pod，如果创建成功或者失败会有一个当前状态，当前这个状态会发给apiserver，apiserver在存到etcd中；在这个过程中，etcd和apiserver一直在打交道，不停的交互，scheduler也参与其中，负责调度pod到合适的node节点上，这个就是pod的创建过程
pod在整个生命周期中有非常多的用户行为：
1、初始化容器完成初始化
2、主容器启动后可以做启动后钩子
3、主容器结束前可以做结束前钩子
4、在主容器运行中可以做一些健康检测，如liveness probe，readness probe
9、容器钩子
Pod容器探测和钩子
10.1 容器钩子：postStart和preStop
postStart：容器创建成功后，运行前的任务，用于资源部署、环境准备等。
preStop：在容器被终止前的任务，用于优雅关闭应用程序、通知其他系统等。
演示postStart和preStop用法
......
containers:
- image: sample:v2
name: war
lifecycle：
postStart:
exec:
command:
- “cp”
- “/sample.war”
- “/app”
prestop:
httpGet:
host: monitor.com
path: /waring
port: 8080
scheme: HTTP
......
以上示例中，定义了一个Pod，包含一个JAVA的web应用容器，其中设置了PostStart和PreStop回调函数。即在容器创建成功后，复制/sample.war到/app文件夹中。而在容器终止之前，发送HTTP请求到http://monitor.com:8080/waring，即向监控系统发送警告。
优雅的删除资源对象
当用户请求删除含有pod的资源对象时（如RC、deployment等），K8S为了让应用程序优雅关闭（即让应用程序完成正在处理的请求后，再关闭软件），K8S提供两种信息通知：
1）、默认：K8S通知node执行docker stop命令，docker会先向容器中PID为1的进程发送系统信号SIGTERM，然后等待容器中的应用程序终止执行，如果等待时间达到设定的超时时间，或者默认超时时间（30s），会继续发送SIGKILL的系统信号强行kill掉进程。
2）、使用pod生命周期（利用PreStop回调函数），它执行在发送终止信号之前。
默认情况下，所有的删除操作的优雅退出时间都在30秒以内。kubectl delete命令支持--grace-period=的选项，以运行用户来修改默认值。0表示删除立即执行，并且立即从API中删除pod。在节点上，被设置了立即结束的的pod，仍然会给一个很短的优雅退出时间段，才会开始被强制杀死。如下：
spec:
containers:
- name: nginx-demo
image: centos:nginx
lifecycle:
preStop:
exec:
# nginx -s quit gracefully terminate while SIGTERM triggers a quick exit
command: ["/usr/local/nginx/sbin/nginx","-s","quit"]
ports:
- name: http
containerPort: 80
10.2 存活性探测livenessProbe和就绪性探测readinessProbe
livenessProbe：存活性探测
许多应用程序经过长时间运行，最终过渡到无法运行的状态，除了重启，无法恢复。通常情况下，K8S会发现应用程序已经终止，然后重启应用程序pod。有时应用程序可能因为某些原因（后端服务故障等）导致暂时无法对外提供服务，但应用软件没有终止，导致K8S无法隔离有故障的pod，调用者可能会访问到有故障的pod，导致业务不稳定。K8S提供livenessProbe来检测容器是否正常运行，并且对相应状况进行相应的补救措施。
readinessProbe：就绪性探测
在没有配置readinessProbe的资源对象中，pod中的容器启动完成后，就认为pod中的应用程序可以对外提供服务，该pod就会加入相对应的service，对外提供服务。但有时一些应用程序启动后，需要较长时间的加载才能对外服务，如果这时对外提供服务，执行结果必然无法达到预期效果，影响用户体验。比如使用tomcat的应用程序来说，并不是简单地说tomcat启动成功就可以对外提供服务的，还需要等待spring容器初始化，数据库连接上等等。
目前LivenessProbe和ReadinessProbe两种探针都支持下面三种探测方法：
1、ExecAction：在容器中执行指定的命令，如果执行成功，退出码为 0 则探测成功。
2、TCPSocketAction：通过容器的 IP 地址和端口号执行 TCP 检 查，如果能够建立 TCP 连接，则表明容器健康。
3、HTTPGetAction：通过容器的IP地址、端口号及路径调用 HTTP Get方法，如果响应的状态码大于等于200且小于400，则认为容器健康
探针探测结果有以下值：
1、Success：表示通过检测。
2、Failure：表示未通过检测。
3、Unknown：表示检测没有正常进行。
Pod探针相关的属性：
探针(Probe)有许多可选字段，可以用来更加精确的控制Liveness和Readiness两种探针的行为
initialDelaySeconds： Pod启动后首次进行检查的等待时间，单位“秒”。
periodSeconds： 检查的间隔时间，默认为10s，单位“秒”。
timeoutSeconds： 探针执行检测请求后，等待响应的超时时间，默认为1s，单位“秒”。
successThreshold：连续探测几次成功，才认为探测成功，默认为 1，在 Liveness 探针中必须为1，最小值为1。
failureThreshold： 探测失败的重试次数，重试一定次数后将认为失败，在 readiness 探针中，Pod会被标记为未就绪，默认为 3，最小值为 1
两种探针区别：
ReadinessProbe 和 livenessProbe 可以使用相同探测方式，只是对 Pod 的处置方式不同：
readinessProbe 当检测失败后，将 Pod 的 IP:Port 从对应的 EndPoint 列表中删除。
livenessProbe 当检测失败后，将杀死容器并根据 Pod 的重启策略来决定作出对应的措施。
Pod探针使用示例：
1、LivenessProbe 探针使用示例
（1）、通过exec方式做健康探测
示例文件 liveness-exec.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: liveness-exec
labels:
app: liveness
spec:
containers:
- name: liveness
image: busybox
args: #创建测试探针探测的文件- /bin/sh
- -c
- touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
livenessProbe:
initialDelaySeconds: 10 #延迟检测时间
periodSeconds: 5 #检测时间间隔
exec:
command:- cat
- /tmp/healthy
容器启动设置执行的命令：
/bin/sh -c "touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600"
容器在初始化后，首先创建一个 /tmp/healthy 文件，然后执行睡眠命令，睡眠 30 秒，到时间后执行删除 /tmp/healthy 文件命令。而设置的存活探针检检测方式为执行 shell 命令，用 cat 命令输出 healthy 文件的内容，如果能成功执行这条命令，存活探针就认为探测成功，否则探测失败。在前 30 秒内，由于文件存在，所以存活探针探测时执行 cat /tmp/healthy 命令成功执行。30 秒后 healthy 文件被删除，所以执行命令失败，Kubernetes 会根据 Pod 设置的重启策略来判断，是否重启 Pod。
（2）、通过HTTP方式做健康探测
示例文件 liveness-http.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: liveness-http
labels:
test: liveness
spec:
containers:
- name: liveness
image: mydlqclub/springboot-helloworld:0.0.1
livenessProbe:
initialDelaySeconds: 20 #延迟加载时间
periodSeconds: 5 #重试时间间隔
timeoutSeconds: 10 #超时时间设置
httpGet:
scheme: HTTP
port: 8081
path: /actuator/health
上面 Pod 中启动的容器是一个 SpringBoot 应用，其中引用了 Actuator 组件，提供了 /actuator/health 健康检查地址，存活探针可以使用 HTTPGet 方式向服务发起请求，请求 8081 端口的 /actuator/health 路径来进行存活判断：
任何大于或等于200且小于400的代码表示探测成功。
任何其他代码表示失败。
如果探测失败，则会杀死 Pod 进行重启操作。
httpGet探测方式有如下可选的控制字段:
scheme: 用于连接host的协议，默认为HTTP。
host：要连接的主机名，默认为Pod IP，可以在http request head中设置host头部。
port：容器上要访问端口号或名称。
path：http服务器上的访问URI。
httpHeaders：自定义HTTP请求headers，HTTP允许重复headers。
（3）、通过TCP方式做健康探测
示例文件 liveness-tcp.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: liveness-tcp
labels:
app: liveness
spec:
containers:
- name: liveness
image: nginx
livenessProbe:
initialDelaySeconds: 15
periodSeconds: 20
tcpSocket:
port: 80
TCP 检查方式和 HTTP 检查方式非常相似，在容器启动 initialDelaySeconds 参数设定的时间后，kubelet 将发送第一个 livenessProbe 探针，尝试连接容器的 80 端口，如果连接失败则将杀死 Pod 重启容器。
2、ReadinessProbe 探针使用示例
Pod 的ReadinessProbe 探针使用方式和 LivenessProbe 探针探测方法一样，也是支持三种，只是一个是用于探测应用的存活，一个是判断是否对外提供流量的条件。这里用一个 Springboot 项目，设置 ReadinessProbe 探测 SpringBoot 项目的 8081 端口下的 /actuator/health 接口，如果探测成功则代表内部程序以及启动，就开放对外提供接口访问，否则内部应用没有成功启动，暂不对外提供访问，直到就绪探针探测成功。
示例文件 readiness-exec.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: springboot
labels:
app: springboot
spec:
type: NodePort
ports:
- name: server
port: 8080
targetPort: 8080
nodePort: 31180 - name: management
port: 8081
targetPort: 8081
nodePort: 31181
selector:
app: springboot
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: springboot
labels:
app: springboot
spec:
containers:
- name: springboot
image: mydlqclub/springboot-helloworld:0.0.1
ports:- name: server
containerPort: 8080 - name: management
containerPort: 8081
readinessProbe:
initialDelaySeconds: 20
periodSeconds: 5
timeoutSeconds: 10
httpGet:
scheme: HTTP
port: 8081
path: /actuator/health
- name: server
3、ReadinessProbe + LivenessProbe 配合使用示例
一般程序中需要设置两种探针结合使用，并且也要结合实际情况，来配置初始化检查时间和检测间隔，下面列一个简单的 SpringBoot 项目的 Deployment 例子。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: springboot
labels:
app: springboot
spec:
type: NodePort
ports:
- name: server
port: 8080
targetPort: 8080
nodePort: 31180 - name: management
port: 8081
targetPort: 8081
nodePort: 31181
selector:
app: springboot
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: springboot
labels:
app: springboot
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: springboot
template:
metadata:
name: springboot
labels:
app: springboot
spec:
containers:
- name: readiness
image: mydlqclub/springboot-helloworld:0.0.1
ports:
- name: server
containerPort: 8080
- name: management
containerPort: 8081
readinessProbe:
initialDelaySeconds: 20
periodSeconds: 5
timeoutSeconds: 10
httpGet:
scheme: HTTP
port: 8081
path: /actuator/health
livenessProbe:
initialDelaySeconds: 30
periodSeconds: 10
timeoutSeconds: 5
httpGet:
scheme: HTTP
port: 8081
path: /actuator/health
