kubernetes Pod介绍

Pod是Kubernetes的最重要也最基本的概念,如图所示是Pod的组成示意图,我们看到每个Pod都有一个特殊的被成为“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。

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为什么Kubernetes会设计出一个全新的Pod概念并且Pod有这样特殊的组成结构?

原因之一:在一组容器作为一个单元的情况下,我们难以对“整体”简单地进行判断及有效地进行行动。比如,一个容器死亡了,此时算是整体死亡么?引入业务无关并且不易死亡的Pause容器作为Pod的根容器,以它的状态代表整体容器组的状态,就简单、巧妙地解决了这个难题。

原因之二:Pod里的多个业务容器共享Pause容器的IP,共享Pause容器挂接的Volume,这样既简化了密切关联的业务容器之间的通信问题,也很好地解决了它们之间的文件共享问题。

Kubernetes为每个Pod都分配了唯一的IP地址,称之为Pod IP,一个Pod里的多个容器共享Pod IP地址。Kubernetes要求底层网络支持集群内任意两个Pod之间的TCP/IP直接通信,这通常采用虚拟而层网络技术来实现,例如Flannel、Open vSwitch等,因此我们需要牢记一点:在Kubernetes里,一个Pod里的容器与另外主机上的Pod容器能够直接通信。

Pod其实有两种类型:普通的Pod及静态Pod(Static Pod),后者比较特殊,它并不存放在Kubernetes的etcd存储里,而是存放在某个具体的Node上的一个具体文件中,并且只在此Node上启动运行。而普通的Pod一旦被创建,就会被放入到etcd中存储,随后会被Kubernetes Master调度到某个具体的Node上并进行绑定(Binding),随后该Pod被对应的Node上的kubelet进程实例化成一组相关的Docker容器并且启动起来。在默认情况下,当Pod里的某个容器停止时,Kubernetes会自动检测到这个问题并且重新启动这个Pod(重启Pod里的所有容器),如果Pod所在的Node宕机,则会将这个Node上的所有Pod重新调度到其他节点上。Pod、容器与Node的关系图如图所示。

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Kubernetes里的所有资源对象都可以采用yaml或者JSON格式的文件来定义或描述,下面是我们在之前Hello World例子里用到的myweb这个Pod的资源定义文件:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
    name: myweb
spec:
    replicas: 2
    selector:
        app: myweb
    template:
        metadata:
            labels:
                app: myweb
        spec:
            containers:
             - name: myweb
               image: kubeguide/tomcat-app:v1
               ports:
               - containerPort: 8080
               env:
               - name: MYSQL_SERVICE_HOST
                 value: 'mysql'
               - name: MYSQL_SERVICE_PORTT
                 value: '3306'

Kind为Pod表明这是一个Pod的定义,metadata里的name属性为Pod的名字,metadata里还能定义资源对象的标签(Label),这里表明myweb拥有一个name=myweb的标签(Label)。Pod里所包含的容器组的定义则在spec一节中声明,这里定义了一个名字为myweb、对应镜像为kubeguide/tomcat-app:v1的容器,该容器注入了名为MYSQL_SERVICE_HOST='mysql'和MYSQL_SERVICE_PORT='3306'的环境变量(env关键字),并且在8080端口(containerPort)上启动容器进程。Pod的IP加上这里的容器端口(containerPort),就组成了一个新的概念--Endpoint,它代表着此Pod里的一个服务进程的对外通信地址。一个Pod也存在着具有多个Endpoint的情况,比如当我们把Tomcat定义为一个Pod时,可以对外暴露管理端口与服务端口这两个Endpoint。

我们所熟悉的Docker Volume在Kubernetes里也有对应的概念--Pod Volume,后者有一些扩展,比如可以用分布式文件系统GlusterFS实现后端存储功能;Pod Volume是定义在Pod之上,然后被各个容器挂载到自己的文件系统忠的。

这里顺便提一下Kubernetes的Event概念,Event是一个事件的记录,记录了事件的最早产生时间、最后重现时间、重复次数、发起者、类型,以及导致此事件的原因等众多信息。Event通常会关联到某个具体的资源对象上,是排查故障的重要参考信息,之前我们看到Node的描述信息包括了Event,而Pod同样有Event记录,用来发现某个Pod迟迟无法创建时,可以用kubectl describe pod xxxx来查看它的描述信息,用来定位问题的原因,比如下面这个Event记录信息表明Pod里的一个容器被探针检测失败一次:

Events:
    FirstSeen   LastSeen    Count   From    SubobjectPath   Type    Reason  Message
    ---------   --------    -----   ----    -------------   ----    ------  -------
    10h     12m     32  {kubelet k8s-node-1} spec.container{kube2sky}   Warning Unhealthy   Liveness probe failed: Get http://172.17.1.2:8080/healthz:net/http: request canceled {Client.Timeout exceeded while awaiting headers}

每个Pod都可以对其能使用的服务器上的计算资源设置限额,当前可以设置限额的计算资源有CPU与Memory两种,其中CPU的资源单位为CPU (Core)的数量,是一个绝对值而非相对值。

一个CPU的配额对于绝大多数容器来说是相当大的一个资源配额了,所以,在Kubernetes里,通常以千分之一的CPU配额为最小单位,用m来表示。通常一个容器的CPU配额被定义为100~300m,即占用0.1~0.3个CPU。由于CPU配额是一个绝对值,所以无论在拥有一个Core的机器上,还是在拥有48个Core的机器上,100m这个配额所代表的CPU的使用量都是一样的。与CPU配额类似,Memory配额也是一个绝对值,它的单位是内存字节数。

在Kubernetes里,一个计算资源进行配额限定需要设定以下两个参数。

  • Request:该资源的最小申请量,系统必须满足要求。
  • Limits:该资源最大允许使用量,不能被突破,当容器试图使用超过这个量的资源时,可能会被Kubernetes Kill并重启。

通常我们会把Request设置为一个比较小的数值,符合容器平时的工作负载情况下的资源需求,而把Limit设置为负载均衡情况下资源占用的最大量。比如下面这些定义,表明MySQL容器申请最少0.25个CPU及64MiB内存,在运行过程中MySQL容器所能使用的资源配额为0.5个CPU及128MiB内存:

spec:
   containers:
   - name: db
     image: mysql
     resources:
       request:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
       limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

本节最后给出Pod及Pod周边对象的示意图作为总结,如图所示,后面部分涉及这张图里的对象和概念,以进一步加强理解。

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发表于: 19天前   最后更新时间: 19天前   游览量:66
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