K8S pod创建、标签、资源限制、调度

pod介绍

pod定义与分类

1. Pod(豆荚) 是Kubernetes集群管理与调度的最小单元
   2.一个Pod可以封装一个容器或多个容器(主容器或sidecar边车容器)
2. 一个pod内的多个容器之间共享部分命名空间，例如：Net Namespace,UTS Namespace,IPC Namespace及存储资源、
3. 用户pod默认会被调度运行在node节点之上(不运行在master节点上， 但也有例外情况)
4. pod内的IP不是固定的，集群外不能直接访问pod
   可参考: https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/workloads/pods/

pod可分为:

1.无控制器管理的自主式pod 没有副本控制器控制，删除自主式pod后不会重新创建
2.控制器管理的pod 控制器可以控制pod的副本数，扩容与裁剪，版本更新与回滚等

查看pod方法

pod是一种资源，可以通过kubectl get pod来查看
kubectl get pod # pod或pods都可以, 不指定namespace,默认是名为default的namespace
kubectl get pod -n kube-system

pod的YAML资源清单格式

先看一个yaml格式的pod定义文件解释

# yaml格式的pod定义文件完整内容：
apiVersion: v1       #必选，api版本号，例如v1
kind: Pod           #必选，Pod
metadata:           #必选，元数据
  name: string       #必选，Pod名称
  namespace: string    #Pod所属的命名空间,默认在default的 namespace
  labels:            # 自定义标签
    name: string     #自定义标签名字
  annotations:        #自定义注释列表
    name: string
spec:         #必选，Pod中容器的详细定义(期望)
  containers:      #必选，Pod中容器列表
  - name: string     #必选，容器名称
    image: string    #必选，容器的镜像名称 
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent] #获取 镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像， 否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    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，需用 volumes[]部分定义的的卷名
    mountPath: string    #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少 于512字符
      readOnly: boolean    #是否为只读模式
    ports:       #需要暴露的端口库号列表
    - name: string     #端口号名称
      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 Container相同
      protocol: string     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP 
    env:       #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string     #环境变量名称
      value: string    #环境变量的值
    resources:       #资源限制和请求的设置
      limits:      #资源限制的设置
        cpu: string    #Cpu的限制，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，将用 于docker run --memory参数
      requests:      #资源请求的设置
        cpu: string    #Cpu请求，容器启动的初始可用数量 
        memory: string     #内存清求，容器启动的初始可用数量 
    livenessProbe:     #对Pod内个容器健康检查的设置，当探测无响 应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对 一个容器只需设置其中一种方法即可
      exec:      #对Pod容器内检查方式设置为exec方式 
        command: [string]  #exec方式需要制定的命令或脚本 
      httpGet:       #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet， 需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket 方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0  #容器启动完成后首次探测的时间， 单位为秒
   timeoutSeconds: 0   #对容器健康检查探测等待响应的超时时 间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0    #对容器监控检查的定期探测时间设置，单 位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged:false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]    # Pod的重启 策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启， OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该 Pod
    nodeSelector: obeject  # 设置NodeSelector表示将该Pod调度 到包含这个label的node上，以key：value的格式指定 
    imagePullSecrets:    #Pull镜像时使用的secret名称，以key： secretkey格式指定
    - name: string
    hostNetwork:false      #是否使用主机网络模式，默认为false， 如果设置为true，表示使用宿主机网络
    volumes:       #在该pod上定义共享存储卷列表
    - name: string     #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种） 
      emptyDir: {}     #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期 的一个临时目录。为空值
      hostPath: string     #类型为hostPath的存储卷，表示挂载 Pod所在宿主机的目录
        path: string     #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中 mount的目录
      secret:      #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的 secret对象到容器内部
        scretname: string
        items:
        - key: string
          path: string
      configMap:     #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的 configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string

YAML格式查找帮助方法回顾

kubectl explain namespace #查找namespace
kubectl explain pod #查找pod
kubectl explain pod.spec #查找pod.spec
kubectl explain pod.spec.containers #pod.spec.containers

pod创建与验证

命令创建pod(v1.18变化)
k8s之前版本中, kubectl run命令用于创建deployment控制器 在v1.18版本中, kubectl run命令改为创建pod

1, 创建一个名为pod-nginx的pod

kubectl run nginx1 --image=nginx:1.15-alpine

2, 验证

kubectl get pods

kubectl describe pod nginx1

3.YAML创建pod

1, 准备yaml文件

vim pod1.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo-ctr
    image: polinux/stress
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]

解释如下：

apiVersion: v1                  # api版本
kind: Pod                       # 资源类型为Pod
metadata:
    name: memory-demo              # 自定义pod的名称
spec:
    containers:                   # 定义pod里包含的容器
    - name: memory-demo-ctr    # 自定义pod中的容器名 
       image: polinux/stress       # 启动容器的镜像名 
       command: ["stress"]         # 自定义启动容器时要执行的命令 (类似dockerfile里的CMD)
       args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"] # 自定义启动容器执行命令的参数
# polinux/stress这个镜像用于压力测试,在启动容器时传命令与参数就是 
相当于分配容器运行时需要的压力

2, 通过yaml文件创建pod

kubectl apply -f pod1.yml

查看pod信息

查看pod信息

kubectl get pod

查看pod详细信息

kubectl get pod -o wide

描述pod详细信息

kubectl describe pod memory-demo

删除pod

单个pod删除

方法1:

kubectl delete pod memory-demo

方法2:

kubectl delete -f pod1.yml

多个pod删除

方法1: 后接多个pod名

kubectl delete pod pod名1 pod名2 pod名3

方法2: 通过awk截取要删除的pod名称，然后管道给xargs

kubectl get pods |awk 'NR>1 {print $1}' |xargs kubectl delete pod

方法3: 如果要删除的pod都在同一个非default的命名空间，则可直接删除 命名空间

kubectl delete ns xxxx

镜像拉取策略

由imagePullPolicy参数控制

Always : 不管本地有没有镜像，都要从仓库中下载镜像
Never : 从来不从仓库下载镜像, 只用本地镜像,本地没有就算了
IfNotPresent: 如果本地存在就直接使用, 不存在才从仓库下载

默认的策略是：

当镜像标签版本是latest，默认策略就是Always
如果指定特定版本默认拉取策略就是IfNotPresent。

1.将上面的pod删除再创建，使用下面命令查看信息

kubectl delete -f pod1.yml
kubectl apply -f pod1.yml
kubectl describe pod memory-demo

说明: 可以看到第二行信息还是pulling image下载镜像

2. 修改YAML

vim pod1.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo-ctr
    image: polinux/stress
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]
    imagePullPolicy: IfNotPresent      #  增 
加了这一句

3.再次删除再创建

kubectl delete -f pod1.yml
kubectl apply -f pod1.yml
kubectl describe pod pod-stress

说明: 第二行信息是说镜像已经存在，直接使用了

pod的标签

为pod设置label,用于控制器通过label与pod关联
语法与前面学的node标签几乎一致

通过命令管理标签

1. 查看pod的标签

kubectl get pods --show-labels

2. 打标签,再查看

kubectl label pod memory-demo region=huanai zone=A env=test bussiness=game
kubectl get pods --show-labels

3. 通过等值关系标签查询

kubectl get pods -l zone=A

4. 通过集合关系标签查询

kubectl get pods -l "zone in (A,B,C)"

5. 删除标签后再验证

kubectl label pod memory-demo region- zone- env- bussiness-
kubectl get pods --show-labels

小结:

pod的label与node的label操作方式几乎相同 node的label用于pod调度到指定label的node节点 pod的label用于controller关联控制的pod

通过YAML创建标签

1.修改 yaml

vim pod1.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
   name: memory-demo
   namespace: default
   labels:
      env: dev   
      app: nginx  # 直接在原来的yaml里加上多个标签 spec:
spec:
  containers:
  - name: memory-demo-ctr
    image: polinux/stress
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]
    imagePullPolicy: IfNotPresent

2, 直接apply应用

kubectl apply -f pod1.yaml

3, 验证

kubectl get pods --show-labels

pod资源限制

参考: https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/configure-pod-container/ass ign-memory-resource/

1.准备2个不同限制方式的创建pod

vim pod2.yml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
   name: ns1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
   name: pod2
   namespace: ns1
spec:
  containers:
  - name: memory-demo-ctr
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]

vim pod3.yml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
   name: ns1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
   name: pod3
   namespace: ns1
spec:
  containers:
  - name: memory-demo-ctr
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "250M", "--vm-hang", "1"]

kubectl apply -f pod2.yml
kubectl apply -f pod3.yml
kubectl describe pod pod3 -n ns1

查看会发现pod-stress3这个pod状态变为OOMKilled，因为它是内存不足所 以显示Container被杀死

说明:

一旦pod中的容器挂了，容器会有重启策略，如下
Always：表示容器挂了总是重启，这是默认策略
OnFailures：表容器状态为错误时才重启，也就是容器正常终止时才重
启
Never：表示容器挂了不予重启
对于Always这种策略，容器只要挂了，就会立即重启，这样是很耗费 资源的。所以Always重启策略是这么做的：第一次容器挂了立即重 启，如果再挂了就要延时10s重启，第三次挂了就等20s重启...... 依次 类推
测试完后删除

kubectl delete ns ns1

pod包含多个容器

1.准备yml文件

vim pod4.yml

kind: Pod
metadata:
   name: pod4
   namespace: ns1
spec:
  containers:
  - name: c1
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]
  - name: c2
    image: polinux/stress
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      limits:
        memory: "200Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"
    command: ["stress"]
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]

2.应用yml文件创建pod

kubectl apply -f pod4.yml

3. 查看pod在哪个节点

kubectl get pods -o wide -n ns1

可以看到有2个容器,运行在192.168.5.11(node2)节点

4,在node2上验证,确实产生了2个容器

docker ps -a |grep stress

对pod里的容器进行操作

命令帮助
kubectl exec -h

不用交互直接执行命令
格式为: kubectl exec pod名 -c 容器名 -- 命令

注意:

-c 容器名为可选项,如果是1个pod中1个容器,则不用指定;
如果是1个pod中多个容器,不指定默认为第1个。
kubectl exec pod4 -c c2 -n ns1 -- touch /111
kubectl exec pod4 -c c2 -n ns1-- ls /111

不指定容器名,则默认为pod里的第1个容器

kubectl exec pod4 -n ns1 -- touch /222

kubectl exec pod4 -c c1 -n ns1 -- ls /222

和容器交互操作

和docker exec几乎一样

kubectl exec -it pod4 -c c1 -- /bin/bash

验证pod中多个容器网络共享

1, 编写YAML

vim pod-nginx.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
   name: nginx
spec:
  containers:
  - name: c1
    image: nginx:1.15-alpine
  - name: c2
    image: nginx:1.15-alpine

2. 应用YAML

kubectl apply -f pod-nginx.yaml

3.查看pod信息与状态

kubectl get pods |grep nginx

kubectl describe pod nginx

有一个启不来，因为一个容器中两个pod是共用网络的，所以不能两个都占用 80端口

通过查找192.168.5.11(node2)上面的容器，然后docker logs查 看，得到如下的报错，说明是端口被占用
kubectl describe pod nginx #查看

[root@node2 ~]# docker ps -a

docker logs -f -t --tail 100 e188eded7a01 #查看容器日志

四、pod调度

kubernetes会通过算法将pod调度到node节点上运行
pod调度流程

调度约束方法

我们为了实现容器主机资源平衡使用, 可以使用约束把pod调度到指定的 node节点
nodeName 用于将pod调度到指定的node名称上
nodeSelector 用于将pod调度到匹配Label的node上

案例1: nodeName

1. 编写YAML文件

vim pod-nodename.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
   name: pod-nodename
spec:
  nodeName: 192.168.5.10
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.15-alpine

2.应用YAML文件创建pod

kubectl apply -f pod-nodename.yml

3. 验证

kubectl describe pod pod-nodename |tail -6

倒数第3行没有使用scheduler,而是直接给node1了,说明nodeName约束生效

案例2: nodeSelector

1.为192.168.5.11(node2)打标签

kubectl label nodes 192.168.5.11 bussiness=game

2. 编写YAML文件

vim pod-nodeselector.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
   name: pod-nodeselect
spec:
  nodeSelector:
    bussiness: game
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.15-alpine

3.应用YAML文件创建pod

kubectl apply -f pod-nodeselector.yml

4.验证

kubectl describe pod pod-nodeselect |tail -6

仍然经过了scheduler,但确实分配到了node2(192.168.5.11)上
有兴趣可以再删除后再创建,重复几次验证