0 前言

基于 centos7.9，docker-ce-20.10.18，kubelet-1.22.3-0

1 简介

基本概念

最小部署单元
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

存在意义

Pod 为亲密性应用而存在。

亲密性应用场景：

两个应用之间发生文件交互
两个应用需要通过 127.0.0.1 或者 socket 通信（典型组合：nginx+php）
两个应用需要发生频繁的调用

2 pod 中的容器分类

Infrastructure Container：基础容器，维护整个 Pod 网络空间
InitContainers：初始化容器，先于业务容器开始执行
Containers：业务容器，并行启动

Infrastructure Container

pod 中总会多一个 pause 容器，这个容器就是实现将 pod 中的所有容器的网络命名空间进行统一，a 容器在 localhost 或者 127.0.0.1 的某个端口提供了服务，b 容器访问 localhost 或者 127.0.0.1 加端口也可以访问到

pause 容器主要为每个业务容器提供以下功能：

PID 命名空间：Pod 中的不同应用程序可以看到其他应用程序的进程 ID。
网络命名空间：Pod 中的多个容器能够访问同一个 IP 和端口范围。
IPC 命名空间：Pod 中的多个容器能够使用 SystemV IPC 或 POSIX 消息队列进行通信。
UTS 命名空间：Pod 中的多个容器共享一个主机名；Volumes（共享存储卷）。

Init container：

基本支持所有普通容器特征
优先普通容器执行

应用场景：

控制普通容器启动，初始容器完成后才会启动业务容器
初始化配置，例如下载应用配置文件、注册信息等

示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-init
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: workdir
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  initContainers:
  - name: install
    image: busybox
    command: ["wget", "-O", "/work-dir/index.html", "http://www.baidu.com/index.html"]
    volumeMounts:
    - name: workdir
      mountPath: "/work-dir"
  volumes:
  - name: workdir
    emptyDir: {}

3 静态 pod

静态 Pod 特点：

Pod 由特定节点上的 kubelet 管理
不能使用控制器
Pod 名称标识当前节点名称

在 kubelet 配置文件启用静态 Pod：

vi /var/lib/kubelet/config.yaml
...
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests
...

将部署的 pod yaml 放到该目录会由 kubelet 自动创建

4 重启策略

Pod 的 spec 中包含一个 restartPolicy 字段，其可能取值包括 Always、OnFailure 和 Never。默认值是 Always。

restartPolicy 适用于 Pod 中的所有容器。

Always：当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略。
OnFailure：当容器异常退出（退出状态码非 0）时，才重启容器。
Never：当容器终止退出，从不重启容器。

5 健康检查

5.1 三种探针

kubernetes 包含以下三种探针

livenessProbe(存活探针): 如果检查失败, 根据 Pod 的 restartPolicy 来决定是否重启 container.
readinessProbe(就绪探针): 如果检查失败, 会把 Pod 暂时从 service endpoints 中剔除.
startupProbe(启动探针): 如果检查失败, 根据 Pod 的 restartPolicy 来决定是否重启 container. 用于启动非常慢的应用.

需要注意的是, 如果容器未配置以上三种探针, 则视为三种探针皆为成功, liveness 和 readiness 探针的 initialDelaySeconds 配置代表 startup 探针成功后等待多少秒再去初始化 liveness 和 readiness 探针.

5.1.1 检查方法

支持以下四种检查方法：

httpGet：对容器的 IP 地址上指定端口和路径执行 HTTP GET 请求。如果响应的状态码大于等于 200 且小于 400，则诊断被认为是成功的。
exec：在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为 0 则认为诊断成功。
tcpSocket：对容器的 IP 地址上的指定端口执行 TCP 检查。如果端口打开，则诊断被认为是成功的。如果远程系统（容器）在打开连接后立即将其关闭，这算作是健康的。
gRPC：使用 gRPC 执行一个远程过程调用。需要应用程序支持，参考

5.1.2 检查结果

Success(成功)
Failure(失败)
Unknown(未知): 不会执行任何操作.

5.1.3 探针配置

initialDelaySeconds: 容器启动后 (startup 探针成功) 要等待多少秒后存活和就绪探测器才被初始化, 默认是 0 秒, 最小值是 0.
periodSeconds: 执行探测的时间间隔.默认是 10 秒, 最小值是 1.
timeoutSeconds: 探测的超时后等待多少秒. 默认值是 1 秒. 最小值是 1.
successThreshold: 探测器在失败后, 被视为成功的最小连续成功数. 默认值是 1. 存活探测的这个值必须是 1。最小值是 1.
failureThreshold: 当 Pod 启动了并且探测到失败的重试次数. 存活探测情况下的放弃就意味着重新启动容器. 就绪探测情况下的放弃 Pod 会被打上未就绪的标签, 默认值是 3, 最小值是 1.

5.2 示例

5.2.1 liveness

linveness 实际触发重启需要的时间 = 失败次数 * 间隔时间 + 等待容器优雅退出的宽限期 (默认 30s，docker 默认是 10s)

failureThreshold * periodSeconds + terminationGracePeriodSeconds

livenessProbe 示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-livenessprobe
  namespace: default
spec:
  restartPolicy: OnFailure
  terminationGracePeriodSeconds: 10
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh", "-c", "touch /tmp/healthy; sleep 10; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test", "-e", "/tmp/healthy"]
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 2

运行结果可以看到在两分钟的时间里重启了 4 次，每次 30s

[root@k8s-node1 opt]# kubectl get pods
NAME           READY   STATUS    RESTARTS     AGE
liveness-pod   1/1     Running   4 (2s ago)   2m2s

POD 运行的前 10s 检查一直成功
在 POD 启动的第 15s 第一次检查失败
第 20s 第二次检查失败，给容器发送停止信号
等待 10s 后强制重启容器

5.2.2 liveness-with-startup

示例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-probes
  namespace: default
spec:
  terminationGracePeriodSeconds: 10
  containers:
  - name: liveness-with-startup
    image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 5; touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600"]
    startupProbe:
      exec:
        command: ["test", "-e", "/tmp/healthy"]
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 10
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test", "-e", "/tmp/healthy"]
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 5
      failureThreshold: 3

重启过程:

POD 启动成功,触发 startup 探针
第 10 秒 startup 探针成功
第 25 秒后初始化 liveness 探针
第 40 秒 liveness 探针第一次失败
第 50 秒 liveness 探针第三次失败, 触发重启, 等待容器优雅退出
第 60 秒强制重启 container

6 lifecycle

112gasgs81

6.1 postStart 和 preStop

如下示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: lifecycle-demo-pod
  namespace: default
  labels:
    test: lifecycle
spec:
  containers:
  - name: lifecycle-demo
    image: nginx:1.22.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Hello from the postStart handler' >> /var/log/nginx/message"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Hello from the preStop handler'   >> /var/log/nginx/message"]
    volumeMounts:         
    - name: message-log  
      mountPath: /var/log/nginx/  
      readOnly: false        # 读写挂载方式，默认为读写模式false    
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox:1.28
    command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Hello initContainers'   >> /var/log/nginx/message"]
    volumeMounts:        
    - name: message-log  
      mountPath: /var/log/nginx/ 
      readOnly: false           # 读写挂载方式，默认为读写模式false  
  volumes:             
  - name: message-log   
    hostPath:           
      path: /data/volumes/nginx/log/   
      type: DirectoryOrCreate     # 表示如果宿主机没有此目录则会自动创建

效果如下

[root@k8s-node1 ~]# kubectl delete pod lifecycle-demo-pod
[root@k8s-node2 log]# cat message 
Hello initContainers
Hello from the postStart handler
Hello from the preStop handler

以上

0 前言#

1 简介#

2 pod 中的容器分类#

3 静态 pod#

4 重启策略#

5 健康检查#

5.1 三种探针#

5.1.1 检查方法#

5.1.2 检查结果#

5.1.3 探针配置#

5.2 示例#

5.2.1 liveness#

5.2.2 liveness-with-startup#

6 lifecycle#

6.1 postStart 和 preStop#