Kubernetes pod详解

1. 基本概念

1.1 Pod概念

Pod是Kubernetes中能够创建和部署的最小单元,是Kubernetes集群中的一个应用实例,总是部署在同一个节点Node上。Pod中包含了一个或多个容器,还包括了存储、网络等各个容器共享的资源。Pod支持多种容器环境,Docker则是最流行的容器环境。

  • 单容器Pod —常见的应用方式
  • 多容器Pod , 对于多容器PodKubernetes会保证所有的容器都在同一台物理主机或虚拟主机中运行。多容器Pod是相对高阶的使用方式,除非应用耦合特别严重,一般不推荐使用这种方式。一个Pod内的容器共享IP地址和端口范围,容器之间可以通过 localhost 互相访问。

Pod并不提供保证正常运行的能力,因为可能遭受Node节点的物理故障、网络分区等等的影响,整体的高可用是Kubernetes集群通过在集群内调度Node来实现的。通常情况下我们不要直接创建Pod,一般都是通过Controller来进行管理,但是了解Pod对于我们熟悉控制器非常有好处。

1.2 Pod好处

Pod带来的好处:

  • Pod做为一个可以独立运行的服务单元,简化了应用部署的难度,以更高的抽象层次为应用部署管提供了极大的方便。
  • Pod做为最小的应用实例可以独立运行,因此可以方便的进行部署、水平扩展和收缩、方便进行调度管理与资源的分配。
  • Pod中的容器共享相同的数据和网络地址空间,Pod之间也进行了统一的资源管理与分配。

1.3 Pod生命周期

像单独的容器应用一样,Pod并不是持久运行的。Pod创建后,Kubernetes为其分配一个UID,并且通过Controller调度到Node中运行,然后Pod一直保持运行状态直到运行正常结束或者被删除。在Node发生故障时,Controller负责将其调度到其他的Node中。Kubernetes为Pod定义了几种状态,分别如下:

  • Pending,Pod已创建,正在等待容器创建。经常是正在下载镜像,因为这一步骤最耗费时间
  • Running,Pod已经绑定到某个Node并且正在运行。或者可能正在进行意外中断后的重启。
  • Succeeded,表示Pod中的容器已经正常结束并且不需要重启。
  • Failed,表示Pod中的容器遇到了错误而终止。
  • Unknown,因为网络或其他原因,无法获取Pod的状态。

1.4 Pod创建流程

Pod是Kubernetes中最基本的部署调度单元,可以包含container,逻辑上表示某种应用的一个实例。例如一个web站点应用由前端、后端及数据库构建而成,这三个组件将运行在各自的容器中,那么我们可以创建包含三个container的pod。
在这里插入图片描述
具体的创建步骤包括:

(1)客户端提交创建请求,可以通过API Server的Restful API,也可以使用kubectl命令行工具。支持的数据类型包括JSON和YAML。

(2)API Server处理用户请求,存储Pod数据到etcd。

(3)调度器通过API Server查看未绑定的Pod。尝试为Pod分配主机。

(4)过滤主机 (调度预选):调度器用一组规则过滤掉不符合要求的主机。比如Pod指定了所需要的资源量,那么可用资源比Pod需要的资源量少的主机会被过滤掉。

(5)主机打分(调度优选):对第一步筛选出的符合要求的主机进行打分,在主机打分阶段,调度器会考虑一些整体优化策略,比如把容一个Replication Controller的副本分布到不同的主机上,使用最低负载的主机等。

(6)选择主机:选择打分最高的主机,进行binding操作,结果存储到etcd中。

(7)kubelet根据调度结果执行Pod创建操作: 绑定成功后,scheduler会调用APIServer的API在etcd中创建一个boundpod对象,描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod信息。运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与etcd同步boundpod信息,一旦发现应该在该工作节点上运行的boundpod对象没有更新,则调用Docker API创建并启动pod内的容器。

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