（三）Kubernetes 之 pod

pod 是一组并置的容器，代表了 Kubernetes 中的基本构建模块。在实际应用中我们并不会单独部署容器，更多的是针对一组 pod 的容器进行部署和操作。然而这并不意味着一个 pod 总是要包含多个容器，实际上只包含一个单独容器的 pod 也是非常常见的。值得注意的是，当一个 pod 包含多个容器时，这些容器总是运行于同一个工作节点上，一个 pod 绝不会跨越多个工作节点。

-w688

在包含容器的 pod 下，我们可以同时运行一些密切相关的进程，并为它们提供几乎相同的环境，此时这些进程就好像全部运行于单个容器中一样，同时又保持着一定的隔离。这样一来，我们便能全面地利用容器所提供的特性，同时对这些进程来说它们就像运行在一起一样，实现两全其美 。

容器之间彼此是完全隔离的，但此时我们期望的是隔离容器组，而不是单个容器，并让每个容器组内的容器共享一些资源，而不是完全隔离。Kubernetes 通过配置 Docker 来让一个 pod 内的所有容器共享相同的 Linux 命名空间，而不是每个容器都有自己的一组命名空间。

由于一个 pod 中的所有容器都在相同的 network 和 UTS 命名空间下运行，所以它们都共享相同的主机名和网络接口。同样这些容器也都在相同的 IPC 命名空间下运行，因此能够通过 IPC 进行通信。在最新的 Kubernetes 和 Docker 版本中，它们也能够共享相同的 PID 命名空间，但是该特征默认是未激活的。

当同一个 pod 中的容器使用单独的 PID 命名空间时，在容器中执行 ps aux 就只会看到容器自己的进程。

但是当涉及文件系统时，情况就有所不同。由于大多数容器的文件系统来自容器镜像，因此默认情况下，每个容器的文件系统与其他容器完全隔离。但我们可 以使用 Volume 的 Kubernetes 资源来共享文件目录。

由于一个 pod 中的容器运行于相同的 Network 命名空间中，因此它们共享相同的 IP 地址和端口空间。这意味着在同－ pod 中的容器运行的多个进程需要注意不能绑定到相同的端口号，否则会导致端口冲突，但这只涉及同一 pod 中的容器。 由于每个 pod 都有独立的端口空间，对于不同 pod 中的容器来说永远不会遇到端口冲突。此外，一个 pod 中的所有容器也都具有相同的网络接口，因此容器可以通过 localhost 与同一 pod 中的其他容器进行通信。

Kubernetes 集群中的所有 pod 都在同一个共享网络地址空间中，这意味着每个 pod 都可以通过其他 pod 的 IP 地址来实现相互访问。它们之间没有 NAT（网络地址转换）网关。当两个 pod 彼此之间发送网络数据包时，它们都会将对方的实际 IP 地址看作数据包中的源 IP。

-w616

在 Kubernetes 中运行一个简单的 pod

我们可以通过 kubectl run 命令， 该命令可以创建所有资源组件而无需 JSON 或 YAML 文件。

$ kubectl run yx-nginx --image=nginx  --port=80 --generator=run/v1

• --image=nginx 指定运行的镜像
• --port=80 告诉kubernetes应用正在监听80端口
• --generator 一般来说不会使用它，这里使用是为了让kubernetes创建一个 ReplicationController而不是Deployment

列出 pod

kubectl get pods

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
yx-nginx-2r4xf   0/1     Pending   0          9m28s

可以看到 pod 处于挂起状态，READY 列显示 0/1 代表 pod 的容器还未就绪。pod 还没有运行的 原因是：该 pod 被分配到的工作节点正在下载容器镜像，完成之后才可以运行。下载完成后，将创建 pod 的容器， 然后 pod 会变为运行状态。

kubectl get pods

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
yx-nginx-2r4xf   1/1     Running   0          9m28s

再次列出 pod，可以发现 pod的状态已经发生改变了。

查看pod详细信息

kubectl describe pod yx-nginx-2r4xf

使用描述文件创建 pod

YAML 格式的 Pod 定义文件的完整内容:

apiVersion: v1  ## 版本号
kind: Pod
metadata: ## 元数据 
  name: string  ## Pod 名称
  namespace: string ## Pod 所属的命名空间 默认值为 default
  labels: ## 自定义标签列表
  - name: string
  annotations: ## 自定义注解列表
    - name: string
spec: ##pod 中容器的详细定义
  containers: ## 容器列表
  - name: string ## 容器名称
    image: string ## 容器镜像名称
    ## 镜像拉取策略: 
    ## Always(默认值): 表示每次都尝试重新拉取镜像。
    ## IfNotPresent: 表示 如果本地有该镜像，则使用本地的镜像，本地不存在时拉取镜像。
    ## Never: 表示仅使用本地镜像。
    ## 下面几种情况系统将默认设置 imagePullPolicy=Always。
    ## 1. 不设置 imagePullPolicy，也未指定镜像的 tag
    ## 2. 不设置 imagePullPolicy，镜像 tag 为 latest
    ## 3. 启用名为 AlwaysPullImages 的准入控制器（Admission Controller）
    imagePullPolicy: [Always | Never |IfNotPresent]
    command: [string] ## 容器的启动命令列表，如果不指定，则使用镜像打包时使用的启动命令。
    args: [string]  ## 容器的启动命令参数列表
    workingDir: string ## 容器的工作目录
    volumeMounts: ## 挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string ## 引用 pod 定义的共享存储卷的名称，需使用 volumes[]部分定义的共享存储卷名称
      mountPath: string ## 存储卷在容器内 Mount 的绝对路径，应少于 512 个字符
      readOnly: boolean ## 是否为只读模式，默认为读写模式
    ports: ## 容器需要暴露的端口号列表
    - name: string ## 端口的名称
      containerPort: int ## 容器需要监听的端口号
      hostPort: int ## 容器所在主机需要监听的端口号，默认与 containerPort 相同。设置 hostPort 时，同一台宿主机将无法启动该容器的第 2 份副本
      protocol: string ## 端口协议，支持 TCP 和 UDP, 默认值为 TCP
    env:  ## 容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string ## 环境变量的名称
      value: string ## 环境变量的值
    resources: ## 资源限制和资源请求的设置
      limits: 
        cpu: string ## CPU 限制，单位为 core 数，将用于 docker run --cpu-shares 参数
        memory: string ## 内存限制，单位可以为 MiB、GiB等，将用于 docker run --memory 参数
      requests :
        cpu: string ## CPU 请求，单位为 core 数，容器启动的初始可用数量
        memory: string ## 内存请求，单位可以为 MiB、GiB等，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe :
      exec:
        command: [string]
      httpGet:
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string 
        httpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:
        port: number
      initialDelaySeconds: 0
      timeoutSeconds: 0
      periodSeconds: 0
      successThreshold: 0
      failureThreshold: 0
    securityContext:
      privileged: false
  restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]
  nodeSelector: object
  imagePullSecrets:
  - name: string
  hostNetwork: false
  volumes: ## 在该 Pod 上定义的共享存储卷列表
  - name: string
    emptyDir: { }
    hostPath:
      path: string
    secret:
      secretName: string
      items:
      - key: string
        path: string
    configMap:
      name: string
      items:
      - key: string
        path: string

pod定义的主要几个部分

pod定义由这么几个部分组成：首先是YAML中使用的 kubernetes API 版本和 YAML 描述的资源类型，其次就是几乎在所有 kubernetes 资源中都可以找到的三大重要部分：

• metadata：包括名称，命名空间，标签和关于该容器的其他信息。
• spec：包含 pod 内容的实际说明，例如 pod 的容器，卷和其他数据。
• status：包含运行中的 pod 的当前信息，例如 pod 所处的条件，每个容器的描述和状态，以及内部IP和其他基本信息。

编写一个简单的 YAML 描述文件创建 pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
    name: test-nginx ##pod名称
spec:
    containers: ## pod里运行那些容器
    - image: nginx  ## 镜像名称
      name: test    ## 容器名称
      ports:
      - containerPort: 80 ## 容器运行监听的端口
        protocol: TCP

使用 kubectl explain 查找资源对象的属性
kubectl explain pod
kubectl explain pod.spec

使用 kubectl create 来创建 pod

kubectl create -f test-nginx.yaml

kubectl create -f 命令用于从YAML或JOSN文件创建任何资源，不只是pod。

获取运行中 pod 的完整定义

kubectl get po test-nginx -o yaml
kubectl get po test-nginx -o json

查看应用程序日志

使用 kubectl logs 命令获取 pod 日志

kubectl logs test-nginx

获取多容器 pod 的日志时指定容器名称

kubectl logs test-nginx -c test

kubectl logs 命令将显示当前容器的日志。 当你想知道为什么前一个容器终止时，你想看到的是前一个容器的日志，而不是当前容器的。可以通过添加 --previous 选项来完成：
kubectl logs test-nginx --previous

停止和移除 pod

• 按名称删除 pod

kc delete pods test-nginx

• 使用标签选择器删除 pod

kc delete pods -l env=debug

• 删除指定命名空间下的所有 pod

kc delete pods --all -n test-namespace