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Pod详解
- Pod概述
- Pod基本概念
- Pod存在的意义
- Pod如何管理多个容器?
- Pod实现机制
- 共享网络
- 共享存储
- Pod 工作方式
- 实战:创建自主式 Pod
- 实战:创建控制器管理的 Pod
- 写在最后
Pod概述
Pod是K8S系统中可以创建和管理的最小单元,是资源对象模型中由用户创建或部署的最小资源对象模型,也是在K8S上运行容器化应用的资源对象,其它的资源对象都是用来支撑或者扩展Pod对象功能的,比如控制器对象是用来管控Pod对象的,Service或者Ingress资源对象是用来暴露Pod引用对象的,PersistentVolume资源对象是用来为Pod提供存储等等,K8S不会直接处理容器,而是Pod,Pod是由一个或多个container组成。在 Pod 里面运行容器,容器需要指定一个镜像,这样就可以用来运行具体的服务。一个 Pod 封装一个容器(也可以封装多个容器),Pod 里的容器共享存储、网络等。也就是说,应该把整个 pod 看作虚拟机,然后每个容器相当于运行在虚拟机的进程。
Pod 是需要调度到 k8s 集群的工作节点来运行的,具体调度到哪个节点,是根据 scheduler 调度器实现的。
pod 相当于一个逻辑主机,比方说我们想要部署一个 tomcat 应用,如果不用容器,我们可能会部署到物理机、虚拟机或者云主机上,那么出现 k8s 之后,我们就可以定义一个 pod 资源,在 pod 里定义一个 tomcat 容器,所以 pod 充当的是一个逻辑主机的角色。
Pod是Kubernetes的最重要概念,每一个Pod都有一个特殊的被称为 “根容器”的Pause容器。Pause容器对应的镜像属于Kubernetes平台的一部分,除了Pause容器,每个Pod还包含一个或多个紧密相关的用户业务容器。
Pod基本概念
- 最小部署的单元
- Pod里面是由一个或多个容器组成【一组容器的集合】
- 一个pod中的容器共享网络命名空间
- Pod是短暂的
- 每个Pod包含一个或多个紧密相关的用户业务容器
Pod存在的意义
- 创建容器使用docker,一个docker对应一个容器,一个容器运行一个应用进程
- Pod是多进程设计,运用多个应用程序,也就是一个Pod里面有多个容器,而一个容器里面运行一个应用程序
- Pod的存在是为了亲密性应用
- 两个应用之间进行交互
- 网络之间的调用【通过127.0.0.1 或 socket】
- 两个应用之间需要频繁调用
Pod是K8S集群中所有业务类型的基础,可以把Pod看作运行在K8S集群上的小机器人,不同类型的业务就需要不同类型的小机器人去执行。目前K8S的业务主要可以分为以下几种
- 长期伺服型:long-running
- 批处理型:batch
- 节点后台支撑型:node-daemon
- 有状态应用型:stateful application
上述的几种类型,分别对应的小机器人控制器为:Deployment、Job、DaemonSet 和 StatefulSet
Pod如何管理多个容器?
Pod 中可以同时运行多个容器。同一个 Pod 中的容器会自动的分配到同一个 node 上。同一个 Pod 中的容器共享资源、网络环境,它们总是被同时调度,在一个 Pod 中同时运行多个容器是一种比较高级的用法,只有当你的容器需要紧密配合协作的时候才考虑用这种模式。例如,你有一个容器作为 web 服务器运行,需要用到共享的 volume,有另一个“sidecar”容器来从远端获取资源更新这些文件。
一些 Pod 有 init 容器和应用容器。 在应用程序容器启动之前,运行初始化容器。
Pod实现机制
主要有以下两大机制
- 共享网络
- 共享存储
共享网络
Pod 是有 IP 地址的,每个 pod 都被分配唯一的 IP 地址(IP 地址是靠网络插件 calico、flannel、 weave 等分配的),POD 中的容器共享网络名称空间,包括 IP 地址和网络端口。 Pod 内部的容器可以使 用 localhost 相互通信。 Pod 中的容器也可以通过网络插件 calico 与其他节点的 Pod 通信。
容器本身之间相互隔离的,一般是通过 namespace 和 group 进行隔离,那么Pod里面的容器如何实现通信?
- 首先需要满足前提条件,也就是容器都在同一个namespace之间
关于Pod实现原理,首先会在Pod会创建一个根容器: pause容器
,然后我们在创建业务容器 【nginx,redis 等】的时候,会把它添加到 info容器
中(info容器就是pause容器)
而在 info容器
中会独立出 ip地址,mac地址,port 等信息,然后实现网络的共享
完整步骤如下
- 通过 Pause 容器,把其它业务容器加入到Pause容器里,让所有业务容器在同一个名称空间中,可以实现网络共享
共享存储
创建 Pod 的时候可以指定挂载的存储卷。 POD 中的所有容器都可以访问共享卷,允许这些容器共享数据。 Pod 只要挂载持久化数据卷,Pod 重启之后数据还是会存在的。
Pod持久化数据,专门存储到某个地方中,因为在故障转移的过程中如果数据没有了,那么损失是非常严重的。
Pod 工作方式
在 K8s 中,所有的资源都可以使用一个 yaml 文件来创建,创建 Pod 也可以使用 yaml 配置文件。或者使用 kubectl run 在命令行创建 Pod(不常用)。
实战:创建自主式 Pod
所谓的自主式 Pod,就是直接定义一个 Pod 资源(先在node1和node2节点上用docker拉取tomcat镜像)
[root@k8smaster~]# mkdir test[root@k8smaster~]# cd test[root@k8smaster~]# vim pod-tomcat.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: tomcat-testnamespace: defaultlabels:app:tomcatspec:containers:- name:tomcat-javaports:- containerPort: 8080image: tomcatimagePullPolicy: IfNotPresent#更新资源清单[root@k8smaster test]# kubectl apply -f pod-tomcat.yaml#查看 pod 是否创建成功 [root@k8smaster test]# kubectl get pods -o wide -l app=tomcat NAMEREADY STATUSRESTARTS AGEIP NODE NOMINATED NODE READINESS GATEStomcat-test 1/1 Running 03h9m 10.244.1.9 k8snode2 <none> <none>#但是自主式 Pod 是存在一个问题的,假如我们不小心删除了 pod[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl delete pods tomcat-test #查看 pod 是否还在 [root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -l app=tomcat #结果是空,说明 pod 已经被删除了
通过上面可以看到,如果直接定义一个 Pod 资源,那 Pod 被删除,就彻底被删除了,不会再创建一个新的 Pod,这在生产环境还是具有非常大风险的,所以今后我们接触的 Pod 都是控制器管理的。如果是不重要的可以重新更新资源清单(yaml文件保存好)。
实战:创建控制器管理的 Pod
常见的管理 Pod 的控制器:Replicaset、Deployment、Job、CronJob、Daemonset、Statefulset。
控制器管理的 Pod 可以确保 Pod 始终维持在指定的副本数运行。 比如通过 Deployment 管理 Pod。
我们首先在node1和node2拉取nginx的镜像(用docker)
#创建一个资源清单文件 [root@k8smaster test]# vim nginx-deploy.yamlapiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:name: nginx-testlabels:app: nginx-deployspec:selector:matchLabels:app: nginxreplicas: 2template:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: my-nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80#更新资源清单文件 [root@k8smaster test]# kubectl apply -f nginx-deploy.yaml #查看 Deployment [root@k8smaster test]# kubectl get deploy -l app=nginx-deployNAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGEnginx-test 2/2 22 119s #查看 pod [root@k8smaster test]# kubectl get pods -o wide -l app=nginx NAMEREADY STATUSRESTARTS AGE IPNODE NOMINATED NODE nginx-test-84b997bfc5-6dkxx 1/1 Running 02m30s 10.244.2.12 k8snode<none> nginx-test-84b997bfc5-z6lqm 1/1 Running 02m40s 10.244.2.11 k8snode<none>#删除 nginx-test-84b997bfc5-6dkxx 这个 pod [root@k8smaster test]# kubectl delete pods nginx-test-84b997bfc5-6dkxxpod "nginx-test-84b997bfc5-6dkxx" deleted[root@k8smaster test]# kubectl get pods -o wide -l app=nginx NAMEREADY STATUSRESTARTS AGE IPNODE NOMINATED NODE nginx-test-84b997bfc5-6vccl 1/1 Running 011s 10.244.1.11 k8snode2 <none>nginx-test-84b997bfc5-z6lqm 1/1 Running 03m47s 10.244.2.11 k8snode<none> #发现重新创建一个新的 pod 是 nginx-test-84b997bfc5-6vccl
通过上面可以发现通过 deployment 管理的 pod,可以确保 pod 始终维持在指定副本数量,而且两个pod访问哪个结果都是一样的!
写在最后
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目前正在更新的系列:从零开始学k8s,从零开始学zabbix
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