理解Pod：Kubernetes中最核心的概念

到道可道
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理解Pod：Kubernetes中最核心的概念

为什么要有pod

Pod：含义是豌豆荚的意思，一个豌豆荚中是可以有多个豌豆的，同理，Kubernetes中的Pod，一个Pod中也可以有多个容器。

为了解决现实应用中多应用联合运行的问题，同时还要不破坏容器的隔离，就需要在容器外面再建立一个“收纳舱” ，让多个容器既保持相对独立，又能够小范围共享网络、存储等资源，而且永远是“绑在一起”的状态。

我们可以在 Pod 的 YAML 里看到，“spec.containers”字段其实是一个数组，里面允许定义多个容器。

为什么Pod是Kubernetes的核心对象

Kubernetes 让 Pod 去编排处理容器，然后把 Pod 作为应用调度部署的最小单位，Pod 也因此成为了 Kubernetes 世界里的“原子”，基于Pod就可以构建出更多更复杂的业务形态。

b5a7003788cb6f2b1c5c4f6873a8b5cf.jpg (1920×1298) (raw.githubusercontent.com)

所有Kubernetes资源都直接或间接依附在Pod上，所有的Kubernetes功能都必须通过Pod来实现，所以 Pod 理所当然地成为了 Kubernetes 的核心对象。

使用YAML描述Pod

Pod里的一些常用字段

因为 Pod 也是 API 对象，所以它也必然具有 apiVersion、kind、metadata、spec 这四个基本组成部分。

apiVersion、kind、metadata

“apiVersion”和“kind”这两个字段很简单，对于 Pod 来说分别是固定的值 v1 和 Pod，而一般来说，“metadata”里应该有 name 和 labels 这两个字段。

  • name： Pod必须要有一个名字，这是Kubernetes里所有资源对象的一个约定，Pod对象建议加一个 pod 后缀。
  • labels： 可以根据运行环境，使用env=dev/test/prod，或根据所在数据中心，使用region=north/south，或根据应用所在系统中的层次，使用tier=front/middle/back
 apiVersion: v1
 kind: Pod
 metadata:
   name: busy-pod
   labels:
     owner: chrono
     env: demo
     region: north
     tier: back

spec

spec”字段由于需要管理、维护 Pod 这个 Kubernetes 的基本调度单元，里面有非常多的关键信息。

可以采用kubectl explain来查看hostname、restartPolicy等字段。

containers

“containers”是一个数组，里面的每一个元素又是一个 container 对象，也就是容器。

和 Pod 一样，container 对象也必须要有一个 name 表示名字，然后当然还要有一个 image 字段来说明它使用的镜像，这两个字段是必须要有的，否则 Kubernetes 会报告数据验证错误。

container 对象的其他字段基本上都可以和“入门篇”学过的 Docker、容器技术对应，理解起来难度不大，我就随便列举几个：

  • image：如果镜像的tag是latest，那么无论imagePullpolicy策略是什么，无论本地是否已存在该镜像文件，一定会先联网查询镜像信息
  • ports：列出容器对外暴露的端口，和 Docker 的 -p 参数有点像。
  • imagePullPolicy：指定镜像的拉取策略，可以是 Always/Never/IfNotPresent，一般默认是 IfNotPresent，也就是说只有本地不存在才会远程拉取镜像，可以减少网络消耗。
  • env：定义 Pod 的环境变量，和 Dockerfile 里的 ENV 指令有点类似，但它是运行时指定的，更加灵活可配置。
  • command：定义容器启动时要执行的命令，相当于 Dockerfile 里的 ENTRYPOINT 指令。
  • args：它是 command 运行时的参数，相当于 Dockerfile 里的 CMD 指令，这两个命令和 Docker 的含义不同，要特别注意。
 spec:
   containers:
   - image: busybox:latest
     name: busy
     imagePullPolicy: IfNotPresent
     env:
       - name: os
         value: "ubuntu"
       - name: debug
         value: "on"
     command:
       - /bin/echo
     args:
       - "$(os), $(debug)"

这里我为 Pod 指定使用镜像 busybox:latest，拉取策略是 IfNotPresent ，然后定义了 os 和 debug 两个环境变量，启动命令是 /bin/echo，参数里输出刚才定义的环境变量。

使用kubectl操作Pod

创建和删除Pod

使用kubectl apply、kubectl delete，用 -f 参数指定 YAML 文件创建或者删除 Pod

 kubectl apply -f busy-pod.yml
 kubectl delete -f busy-pod.yml

因为在YAML中定义了“name”，所以也可以直接指定名字来删除

 kubectl delete pod busy-pod

查看Pod的运行日志

和 Docker 不一样，Kubernetes 的 Pod 不会在前台运行，只能在后台（相当于默认使用了参数 -d），所以输出信息不能直接看到。我们可以用命令 kubectl logs，它会把 Pod 的标准输出流信息展示给我们看，在这里就会显示出预设的两个环境变量的值：

 kubectl logs busy-pod

image.png

查看Pod列表和运行状态

 kubectl get po

image-20230131164438685

查看Pod的详细状态

 kubectl describe pod busy-pod

image-20230131164644286

通常需要关注的是末尾的“Events”部分，它显示的是 Pod 运行过程中的一些关键节点事件。对于这个 busy-pod，因为它只执行了一条 echo 命令就退出了，而 Kubernetes 默认会重启 Pod，所以就会进入一个反复停止 - 启动的循环错误状态。

一个正常的Pod的详细状态

 kubectl describe pod ngx-pod

image-20230131170108699

 kubectl logs ngx-pod

image-20230131165940878

cp 和 exec

 echo 'aaa' > a.txt
 kubectl cp a.txt ngx-pod:/tmp
 kubectl exec -it ngx-pod -- sh

将a.txt使用 kubectl cp 拷贝进 Pod 的“/tmp”目录

使用exec添加-it参数进入Pod进行查看

image-20230131170630524

总结

  1. 现实中经常会有多个进程密切协作才能完成任务的应用，而仅使用容器很难描述这种关系，所以就出现了 Pod，它“打包”一个或多个容器，保证里面的进程能够被整体调度。
  2. Pod 是 Kubernetes 管理应用的最小单位，其他的所有概念都是从 Pod 衍生出来的。
  3. Pod 也应该使用 YAML“声明式”描述，关键字段是“spec.containers”，列出名字、镜像、端口等要素，定义内部的容器运行状态。
  4. 操作 Pod 的命令很多与 Docker 类似，如 kubectl run、kubectl cp、kubectl exec 等，但有的命令有些小差异，使用的时候需要注意。 img

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