Kubernetes（K8s）_02_Pod

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Pod

Pod：存储1个或多个容器的结构

1）一个Pod就是一组紧密相关的容器，是Kubernetes的最小调度单位；

2）Pod内的容器工作在同一个Node节点上和同一个Linux命名空间下；

3）每个Pod拥有独立的IP、主机名和进程等系统资源；

4）Pod内的容器的主机名为Pod的主机名

如：一个Pod内的容器仅能运行在同一个节点上

Pod是种便于排错和管理的部署方式：

1）每个进程独占一个容器，多个相同的容器由Pod进行管理

如：节点、Pod和容器之间的关系

Pod内的所有容器共享相同的Linux命名空间，其包含

1）Network命名空间：同一Pod内的容器可共享相同的主机名、IP和端口；

2）UTS命名空间：同一Pod内的容器可共享相同的网络接口；

3）PID命名空间：同一Pod内的容器可得到其他容器内的进程信息；

4）IPC命名空间：同一Pod内的容器可能通过IPC进行通信

//默认为每个容器拥有独立的命令空间

Pod实现隔离容器组（每个容器组内的容器共享部分资源），但需注意：

1）同一Pod内的容器运行的进程不能使用同一端口；

2）同一Pod内的容器具有相同的loopback网络接口；

Kubernetes集群中的所有Pod共享一个网络空间，所以Pod之间可通过对方的IP实现相互访问（无论是否在一个节点上，均可）

如：Kubernetes集群中的Pod通信

创建Pod

创建Pod的流程：

1）编写YAML文件提交至Kubernetes REST API服务器；

2）调用create命令基于YAML文件生成Pod；

Kubernetes中资源的YAML文件主要由以下几个部分组成：

1）apiVersion：指定YAML中使用的Kubernetes API版本为；

2）kind：指定YAML描述的资源类型为；

3）metadata：指定元数据（名称、命名空间和标签等）；

4）spec：指定相关配置

创建Pod的最简格式：

apiVersion： v1
kind： Pod
metadata：
  name： Pod名称
  labels：
标签名1： 标签值1
标签名N： 标签值N
spec：
  dnsPolicy： DNS策略
  containers：
  -  image： 容器基于的镜像
     name： 容器名称
     ports：
      -  name： 端口名称1
         containerPort： 容器监听的端口号1
         protocol： 监听的协议1
      -  name： 端口名称N
 containerPort： 容器监听的端口号N
         protocol： 监听的协议N

（1）DNS策略分为以下4种：

1）ClusterFirstWithHostNet

2）ClusterFirst

3）Default

4）None

如：创建Pod，并验证是否启动

1）编写YAML文件；

2）create命令生成Pod

3）查看Pod的容器日志，以验证是否启动

Pod管理容器

Pod在部署和管理容器时，应遵循以下3个标准：

（1）将多层应用分散到多个Pod中

1）以提高基础架构的利用率；

2）提高Kubernetes集群的容灾性

（2）基于扩缩容考虑而分隔容器

1）Pod是扩缩容的基本单位（Kubernetes不能扩缩单个容器）；

2）避免在扩缩容时，生成/减少非指定的容器

（3）根据需求在Pod中使用多个容器

1）若单个应用由多个进程组成，则需将多个容器添加到同一Pod内；

如：前端进程和后端进程应由两个独立的Pod管理

Pod接受请求

port-forward命令：指定Pod端口映射的主机端口

指令格式：kubectl port-forward Pod名称 主机端口：Pod端口

如：续上，指定映射端口并访问

1）指定映射端口；

2）验证是否映射成功

3）访问后，显示出新的数据

标签

标签：用于编排和管理Kubernetes集群中资源的字段

1）标签可以附加到任何资源的任意键值对；

2）通过标签选择前可选择具有特定标签的资源；

3）一个资源可以拥有多个标签，但标签的值在该资源内是唯一的；

如：Pod添加标签的前后对比

1）添加标签前；

2）添加标签后

//实现每个管理访问集群时，能够通过标签快速了解系统结构和资源所承担应用

创建标签

创建标签格式（位于metadata字段下）：

labels：
  标签名1： 标签值1
  标签名2： 标签值2
  标志名N： 标签值N

如：创建带有标签的Pod

1）编写YAML文件；

2）调用create命令生成Pod，并验证

3）单独查看ENV标签

修改标签

label命令：对现有的资源进行修改或添加标签

指令格式1（添加标签）：kubectl label 资源类型 资源名称 标签名=标签值

指令格式2（修改标签）：kubectl lable 资源类型 资源名称 标签名=标签值 --overwrite

如：在kubia-manual中添加“creation_method=manual”标签，修改kubia-manual-v2的env标签为debug

标签条件

标签条件：指定条件方式以选出含有特定标签的资源

1）条件方式1：标签名

说明：仅选包含指定标签名的资源

2）条件方式2：‘！标签名’

说明：仅选不包含指定标签名的资源

3）条件方式3：标签名=标签值

说明：仅选包含标签名，且标签值为指定值的资源

4）条件方式4：标签名！=标签值

说明：仅选包含标签名，且标签值不为指定值的资源

5）条件方式5：标签名 in （标签值1，标签值N）

说明：仅选包含标签名，且标签值为指定值1或指定值N的资源

6）条件方式6：标签名 notin （标签值1，标签值N）

说明：仅选包含标签名，且标签值不为指定值1或指定值N的资源

如：选出含有特定标签的Pod

1）列出含有creation_method标签，且标签值为manual的Pod

2）列出所有不包含env标签的Pod

标签条件可同时使用多个条件方式：

1）多个条件方式之间使用逗号分隔；

2）多个条件方式之间为“与运算”（都满足才可以）

如：选出标签creation_method的值为manual和含有env标签的Pod

Pod调度

Pod调度：通过Node标签和Node标签选择器完成Pod的调度

1）不能强制Pod调度到具体的Node节点

2）默认情况下，所有的Pod都随机的调度到Node节点上运行

Node标签选择器格式（位于spec字段下）：

nodeSelector：
  条件方式1
  条件方式2
  条件方式N

如：通过创建含有的特殊标签的Node和Node标签选择器实现Pod调度

1）指定node2节点含有“gpu=true”标签，并验证；

2）编写具有Node标签选择器的Pod的YAML文件；

3）调用create命令生成Pod，并验证

Pod调度到指定节点：

1）每个节点均有“kubernetes.io/hostname=本节点主机名”标签；

2）将Node标签选择器配置为对应Node的kubernetes.io/hostname的值；

3）若指定的节点为离线状态，则该Pod为不可调度状态

注解

注解（注释）：对Kubernetes集群中的资源作进一步说明的字段

1）注解可以附加到任何资源的任意键值对；

2）注解的数据不能超过256KB；

创建注解

创建注解格式（位于metadata字段下）：

annotations：
  注解名1： “注解值1”
  注解名2： “注解值2”
  注解名N： “注解值N”

如：创建Pod，并添加注解

1）编写YAML文件；

2）调用create命令创建，并验证

//也可通过describe命令进行验证

annotate命令：在指定资源中添加/修改注解

指令格式1（添加注解）：kubectl annotate 资源类型 资源名 注解

指令格式2（修改注解）：kubectl annotate 资源类型 资源名 注解 --overwrite

如：续上，添加和修改kubia-manual-anno的注解

1）添加新的注解

2）修改注解

命名空间

Kubernetes命名空间：为资源提供作用域，以将资源分隔成独立且不重叠的组

1）相同资源可存储在多个命名空间中；

2）在命名空间下资源名具有唯一性（两个不同的命名空间可具有同名的资源）；

3）通过同名的资源，可跨不同的命名空间调用相同的资源；

Kubernetes命名空间有3点须知：

1）全局且未被约束于单一命名空间的节点资源和命名空间无关；

2）命名空间之间不提供对正在运行的资源进行任何隔离操作；

3）命名空间之间是否具有网络隔离取决于Kubernetes集群所使用的网络方案；

4）在管理资源时若不指定命名空间，则操作默认在default命名空间执行

如：列出已有的命名空间

1）列出系统中所有命名空间资源

2）列出kube-system命名空间下的资源

//--namespace选项和-n选项效果相同

创建命名空间

创建命名空间格式：

apiVersion： v1
  kind： Namespace
  metadata：
    name：命名空间的名称

如：创建命名空间

1）编写YAML文件；

2）调用create命令生成命名空间，并验证

也可通过create命令直接创建命名空间

格式：kubectl create namespace 命名空间的名称

如：通过create命令直接创建命名空间

管理命名空间

向命名空间中添加资源有两种方式：

1）在资源的YAML文件中添加namespace字段（位于metadata字段下）：

格式：namespace：命名空间的名称

如：将两个Pod加入custom-namespace命名空间

1）编写YAML文件；

2）调用create命令生成Pod，并验证

2）调用create命令生成资源时，同时指定其所属的命名空间

格式：-n 命名空间的名称

1）编写YAML文件；

2）调用create命令生成Pod，同时指定其所属的命名空间，并验证

删除Pod

删除Pod过程中，Kubernetes会终止该Pod的所有容器

1）Kubernetes会向该Pod所有容器发送SIGTERM信号，并等待30s；

2）若超过该事件还未关闭，则发送SIGKILL信号（强制关闭）

3）若删除的Pod由其他Pod控制器管理，可能出现删除后自动创建的情况

删除Pod可通过3种方式：

（1）通过Pod名删除

格式：kubectl delete pod Pod名称

如：删除名称为kubia-gpu的Pod

//若同时删除多个Pod，Pod之间使用空格分隔

（2）通过标签删除

格式：kubectl delete pod -l 条件方式

1）多个条件方式之间使用逗号分隔

如：删除含有“creation_method=manual和env=debug”标签的Pod

//在金丝雀发布时，可通过标签删除所有金丝雀Pod

（3）通过命名空间删除

格式：kubectl delete ns 命名空间的名称

1）删除命名空间，会删除该命名空间下的所有资源

如：删除custom_namespace命名空间

//可通过--all选项，删除当前所在的命名空间下的所有Pod

如：删除所有Pod