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Kubernetes创建Pod的流程:从提交到运行的完整旅程

 


在Kubernetes中,Pod是调度的最小单位,理解Pod的创建流程对于掌握Kubernetes的核心工作原理至关重要。从用户提交Pod定义到Pod最终在节点上运行,整个过程涉及多个组件的协同工作。以下是Pod创建流程的详细解析:


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1. 用户提交Pod定义

用户通过kubectl或其他客户端工具提交Pod的YAML或JSON定义文件到Kubernetes API Server。

示例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: my-container
    image: nginx

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2. API Server接收请求

  • API Server是Kubernetes集群的入口,负责接收并验证用户提交的请求。
  • 请求通过认证(Authentication)、授权(Authorization)和准入控制(Admission Control)后,API Server将Pod的定义写入etcd(Kubernetes的分布式键值存储)。

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3. Scheduler调度Pod

  • Scheduler负责为Pod选择一个合适的节点。
  • Scheduler通过以下步骤完成调度:
    1. 过滤(Filtering):根据Pod的资源需求、节点资源可用性、污点与容忍度等条件,筛选出符合条件的节点。
    2. 打分(Scoring):对过滤后的节点进行打分,选择最优节点。
    3. 绑定(Binding):将Pod与选定的节点绑定,并将绑定信息写回etcd。

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4. Kubelet创建Pod

  • 目标节点上的Kubelet(节点代理)通过监听API Server,发现需要在本节点上创建的Pod。
  • Kubelet执行以下操作:
    1. 拉取镜像:从镜像仓库拉取Pod所需的容器镜像。
    2. 创建容器:调用容器运行时(如Docker或Containerd)创建容器。
    3. 启动容器:启动容器并监控其状态。

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5. 容器运行时运行Pod

  • 容器运行时(如Docker、Containerd)根据Kubelet的指令创建并运行容器。
  • 容器运行时负责管理容器的生命周期,包括启动、停止和删除容器。

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6. Kubelet更新Pod状态

  • Kubelet持续监控Pod的状态,并将状态信息上报给API Server。
  • API Server将状态信息写入etcd,用户可以通过kubectl get pods查看Pod的状态。

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7. Pod运行完成

  • 如果Pod的任务完成或配置了重启策略(如RestartPolicy: Never),Kubelet会终止容器并清理资源。
  • 如果Pod配置了重启策略(如RestartPolicy: Always),Kubelet会重新启动容器。

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Pod创建流程的组件交互图

+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|  用户提交Pod定义   | ----> |   API Server接收   | ----> |   Scheduler调度    |
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
                                                                 |
                                                                 v
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|  Kubelet创建Pod   | <---- |  API Server更新   | <---- |  容器运行时运行   |
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+

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关键组件的作用

  1. API Server:集群的入口,负责接收和处理所有请求。
  2. etcd:存储集群的状态数据,包括Pod定义和状态。
  3. Scheduler:负责将Pod调度到合适的节点。
  4. Kubelet:节点代理,负责管理Pod的生命周期。
  5. 容器运行时:负责运行容器,如Docker、Containerd。

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总结

Kubernetes创建Pod的流程是一个高度协同的过程,涉及多个组件的紧密配合。从用户提交Pod定义到Pod在节点上运行,每个步骤都体现了Kubernetes设计的精妙之处。理解这一流程,有助于我们更好地掌握Kubernetes的核心原理,并在实际运维中快速定位和解决问题。

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