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k8s 学习笔记之 Pod——Pod 的配置

发布时间 2023-08-02 19:04:39作者: 三眠

Pod 的配置

先研究pod.spec.containers属性，这也是pod配置中最为关键的一项配置。

[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: containers <[]Object>   # 数组，代表可以有多个容器
FIELDS:
   name  <string>     # 容器名称
   image <string>     # 容器需要的镜像地址
   imagePullPolicy  <string> # 镜像拉取策略 
   command  <[]string> # 容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
   args     <[]string> # 容器的启动命令需要的参数列表
   env      <[]Object> # 容器环境变量的配置
   ports    <[]Object>     # 容器需要暴露的端口号列表
   resources <Object>      # 资源限制和资源请求的设置

基本配置

创建 pod-base.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-base
  namespace: dev
  labels:
    user: sanmian
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  - name: busybox
    image: busybox:1.30

上面定义了一个比较简单 Pod 的配置，里面有两个容器：

  • nginx：用1.17.1版本的 nginx 镜像创建，（nginx 是一个轻量级 web 容器）
  • busybox：用1.30版本的 busybox 镜像创建，（busybox 是一个小巧的 linux 命令集合）
# 创建 Pod
[root@k8s-master01 pod]# kubectl apply -f pod-base.yaml
pod/pod-base created

# 查看 Pod 状况
# READY 1/2 : 表示当前 Pod 中有2个容器，其中1个准备就绪，1个未就绪
# RESTARTS  : 重启次数，因为有1个容器故障了，Pod 一直在重启试图恢复它
[root@k8s-master01 pod]# kubectl get pod -n dev
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-base   1/2     Running   4          95s

# 可以通过 describe 查看内部的详情
# 此时已经运行起来了一个基本的 Pod，虽然它暂时有问题
[root@k8s-master01 pod]# kubectl describe pod pod-base -n dev

镜像拉取（imagePullPolicy——拉取策略）

创建 pod-imagepullpolicy.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-imagepullpolicy
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: Never # 用于设置镜像拉取策略
  - name: busybox
    image: busybox:1.30

imagePullPolicy，用于设置镜像拉取策略，kubernetes 支持配置三种拉取策略：

  • Always：总是从远程仓库拉取镜像（一直远程下载）
  • IfNotPresent：本地有则使用本地镜像，本地没有则从远程仓库拉取镜像（本地有就本地 本地没远程下载）
  • Never：只使用本地镜像，从不去远程仓库拉取，本地没有就报错 （一直使用本地）

默认值说明：

如果镜像 tag 为具体版本号， 默认策略是：IfNotPresent

如果镜像 tag 为：latest（最终版本） ，默认策略是 always

# 创建 Pod
[root@k8s-master01 pod]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
pod/pod-imagepullpolicy created

# 查看 Pod 详情
# 此时明显可以看到 nginx 镜像有一步 Pulling image "nginx:1.17.1"的过程
[root@k8s-master01 pod]# kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev
......
Events:
  Type     Reason     Age               From               Message
  ----     ------     ----              ----               -------
  Normal   Scheduled  <unknown>         default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-imagePullPolicy to node1
  Normal   Pulling    32s               kubelet, node1     Pulling image "nginx:1.17.1"
  Normal   Pulled     26s               kubelet, node1     Successfully pulled image "nginx:1.17.1"
  Normal   Created    26s               kubelet, node1     Created container nginx
  Normal   Started    25s               kubelet, node1     Started container nginx
  Normal   Pulled     7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Container image "busybox:1.30" already present on machine
  Normal   Created    7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Created container busybox
  Normal   Started    7s (x3 over 25s)  kubelet, node1     Started container busybox

启动命令

在前面的案例中，一直有一个问题没有解决，就是的 busybox 容器一直没有成功运行，那么到底是什么原因导致这个容器的故障呢？

原来 busybox 并不是一个程序，而是类似于一个工具类的集合， kubernetes 集群启动管理后，它会自动关闭。解决方法就是让其一直在运行，这就用到了 command 配置。

创建 pod-command.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-command
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]

command，用于在 pod 中的容器初始化完毕之后运行一个命令。

稍微解释下上面命令的意思：

"/bin/sh","-c", 使用 sh 执行命令

touch /tmp/hello.txt; 创建一个 /tmp/hello.txt 文件

while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done; 每隔3秒向文件中写入当前时间

# 创建 Pod
[root@k8s-master01 pod]# kubectl create  -f pod-command.yaml
pod/pod-command created

# 查看 Pod 状态
# 此时发现两个 pod 都正常运行了
[root@k8s-master01 pod]# kubectl get pods pod-command -n dev
NAME          READY   STATUS   RESTARTS   AGE
pod-command   2/2     Runing   0          2s

# 进入 pod 中的 busybox 容器，查看文件内容
# 补充一个命令: kubectl exec  pod名称 -n 命名空间 -it -c 容器名称 /bin/sh  在容器内部执行命令
# 使用这个命令就可以进入某个容器的内部，然后进行相关操作了
# 比如，可以查看 txt 文件的内容
[root@k8s-master01 pod]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
/ # tail -f /tmp/hello.txt
14:44:19
14:44:22
14:44:25

特别说明：
    通过上面发现 command 已经可以完成启动命令和传递参数的功能，为什么这里还要提供一个 args 选项，用于传递参数呢？这其实跟 docker 有点关系，kubernetes 中的 command、args 两项其实是实现覆盖 Dockerfile 中 ENTRYPOINT 的功能。
 1 如果 command 和 args 均没有写，那么用 Dockerfile 的配置。
 2 如果 command 写了，但 args 没有写，那么 Dockerfile 默认的配置会被忽略，执行输入的 command
 3 如果 command 没写，但 args 写了，那么 Dockerfile 中配置的 ENTRYPOINT 的命令会被执行，使用当前 args 的参数
 4 如果 command 和 args 都写了，那么 Dockerfile 的配置被忽略，执行 command 并追加上 args 参数

环境变量

创建 pod-env.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-env
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","while true;do /bin/echo $(date +%T);sleep 60; done;"]
    env: # 设置环境变量列表
    - name: "username"
      value: "admin"
    - name: "password"
      value: "123456"

env，环境变量，用于在pod中的容器设置环境变量。

# 创建Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
pod/pod-env created

# 进入容器，输出环境变量
[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh
/ # echo $username
admin
/ # echo $password
123456

这种方式不是很推荐，推荐将这些配置单独存储在配置文件中，这种方式将在后面介绍。

端口设置

本小节来介绍容器的端口设置，也就是containers的ports选项。

首先看下ports支持的子选项：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: ports <[]Object>
FIELDS:
   name         <string>  # 端口名称，如果指定，必须保证name在pod中是唯一的		
   containerPort<integer> # 容器要监听的端口(0<x<65536)
   hostPort     <integer> # 容器要在主机上公开的端口，如果设置，主机上只能运行容器的一个副本(一般省略) 
   hostIP       <string>  # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)
   protocol     <string>  # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。

接下来，编写一个测试案例，创建 pod-ports.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-ports
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    ports: # 设置容器暴露的端口列表
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

# 创建 Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pod-ports.yaml
pod/pod-ports created

# 查看 pod
# 在下面可以明显看到配置信息
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod pod-ports -n dev -o yaml
......
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
      name: nginx-port
      protocol: TCP
......

访问容器中的程序需要使用的是Podip:containerPort

资源配额

容器中的程序要运行，肯定是要占用一定资源的，比如 cpu 和内存等，如果不对某个容器的资源做限制，那么它就可能吃掉大量资源，导致其它容器无法运行。针对这种情况，kubernetes 提供了对内存和 cpu 的资源进行配额的机制，这种机制主要通过 resources 选项实现，他有两个子选项：

  • limits：用于限制运行时容器的最大占用资源，当容器占用资源超过 limits 时会被终止，并进行重启
  • requests ：用于设置容器需要的最小资源，如果环境资源不够，容器将无法启动

可以通过上面两个选项设置资源的上下限。

接下来，编写一个测试案例，创建 pod-resources.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-resources
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    resources: # 资源配额
      limits:  # 限制资源（上限）
        cpu: "2" # CPU限制，单位是core数
        memory: "10Gi" # 内存限制
      requests: # 请求资源（下限）
        cpu: "1"  # CPU限制，单位是core数
        memory: "10Mi"  # 内存限制

在这对 cpu 和 memory 的单位做一个说明：

  • cpu：core 数，可以为整数或小数
  • memory： 内存大小，可以使用 Gi、Mi、G、M 等形式
# 运行 Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create  -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created

# 查看发现 pod 运行正常
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE  
pod-resources   1/1     Running   0          39s   

# 接下来，停止 Pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete  -f pod-resources.yaml
pod "pod-resources" deleted

# 编辑 pod，修改 resources.requests.memory 的值为 10Gi
[root@k8s-master01 ~]# vim pod-resources.yaml

# 再次启动 pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create  -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created

# 查看 Pod 状态，发现 Pod 启动失败
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev -o wide
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE          
pod-resources   0/1     Pending   0          20s    

# 查看 pod 详情会发现，如下提示
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod pod-resources -n dev
......
Warning  FailedScheduling  35s   default-scheduler  0/3 nodes are available: 1 node(s) had taint {node-role.kubernetes.io/master: }, that the pod didn't tolerate, 2 Insufficient memory.(内存不足)