Pod基本操作¶

1、运行一个pod

$ k run pod-demo --image=nginx:1.21.6

说明：如果不指定ns,则默认为default

查看pod状态，正常为running

$ k get po

2、从已知Pod导出YAML文件

 $ k get po pod-demo -o yaml  > pod-demo.yaml

3、使用YAML创建pod

$ vim ngx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: ngx-pod
  namespace: aming
  labels:  ## labels字段非常关键，它可以添加任意数量的Key-Value，目的是为了让pod的信息更加详细
    env: dev

spec:  ##用来定义该pod更多的资源信息，比如containers, volume, storage
  containers:  ##定义容器属性
  - image: nginx:1.23.2
    imagePullPolicy: IfNotPresent  ##镜像拉取策略，三种：Always/Never/IfNotPresent，一般默认是IfNotPresent，也就是说只有本地不存在才会远程拉取镜像，可以减少网络消耗。
    name: ngx
    env:  ##定义变量，类似于Dockerfile里面的ENV指令
      - name: os
        value: "Rocky Linux"
    ports:
    - containerPort: 80

$ k apply -f ngx-pod.yaml

4、删除pod

$ k delete -f ngx-pod.yaml

除了通过yaml文件进行删除外，也可以通过delete命令进行删除

$ k delete po ngx-pod

5、强制删除Pod

$ k delete po ngx-pod --grace-period=0 --force

默认情况下，所有的删除操作都会附有 30 秒钟的宽限期限。 kubectl delete 命令支持 --grace-period=<seconds> 选项，允许你重载默认值，设定自己希望的期限值。

将宽限期限强制设置为 0 意味着立即从 API 服务器删除 Pod。如果 Pod 仍然运行于某节点上，强制删除操作会触发 kubelet 立即执行清理操作。

注意事项:马上删除时不等待确认正在运行的资源已被终止。这些资源可能会无限期地继续在集群上运行。

Pod原理¶

Pod 是在 K8s集群中运行部署应用或服务的最小单元。

在同一个Pod中其实可以同时运行多个容器，这些容器能够共享网络、存储以及 CPU/内存等资源。

每个Pod都有一个特殊的被称为 “根容器” 的Pause容器。Pause容器的主要作用是为Pod中的其他容器提供一些基本的功能，比如网络和PID命名空间的共享、负责管理Pod内其他容器的生命周期。

网络命名空间共享：pause容器为整个Pod创建一个网络命名空间，Pod内的其他容器都将加入这个网络命名空间。这样，Pod中的所有容器都可以共享同一个IP地址和端口空间，从而实现容器间的紧密通信。
PID命名空间共享：pause容器充当Pod内其他容器的父容器，它们共享同一个PID命名空间。这使得Pod内的容器可以通过进程ID直接发现和相互通信，同时也使得Pod具有一个统一的生命周期。
生命周期管理：pause容器作为Pod中其他容器的父容器，负责协调和管理它们的生命周期。当pause容器启动时，它会成为Pod中其他容器的根容器。当pause容器终止时，所有其他容器也会被自动终止，确保了整个Pod的生命周期的一致性。
保持Pod状态：pause容器保持运行状态，即使Pod中的其他容器暂时停止或崩溃，也可以确保Pod保持活跃。这有助于Kubernetes更准确地监视和管理Pod的状态。

Pod生命周期¶

Pod生命周期包括以下几个阶段：

Pending：在此阶段，Pod已被创建，但尚未调度到运行节点上。此时，Pod可能还在等待被调度，或者因为某些限制（如资源不足）而无法立即调度。
Running：在此阶段，Pod已被调度到一个节点，并创建了所有的容器。至少有一个容器正在运行，或者正在启动或重启。
Succeeded：在此阶段，Pod中的所有容器都已成功终止，并且不会再次重启。
Failed：在此阶段，Pod中的至少一个容器已经失败（退出码非零）。这意味着容器已经崩溃或以其他方式出错。
Unknown：在此阶段，Pod的状态无法由Kubernetes确定。这通常是因为与Pod所在节点的通信出现问题。

除了这些基本的生命周期阶段之外，还有一些更详细的容器状态，用于描述容器在Pod生命周期中的不同阶段：

ContainerCreating：容器正在创建，但尚未启动。
Terminating：容器正在终止，但尚未完成。
Terminated：容器已终止。
Waiting：容器处于等待状态，可能是因为它正在等待其他容器启动，或者因为它正在等待资源可用。
Completed：有一种Pod是一次性的，不需要一直运行，只要执行完就会是此状态。

创建Pod流程¶

创建Pod流程图如下：

创建Pod流程

用户通过kubectl或其他API客户端提交Pod对象给API server。
API server尝试将Pod对象的相关信息存入etcd中，写入操作完成后API server会返回确认信息至客户端。
API server开始反映etcd中的状态变化。
所有的Kubernetes组件均使用watch机制来跟踪检查API server上的相关变化。
Kube-scheduler通过其watcher观察到API server创建了新的Pod对象但尚未绑定至任何节点。
Kube-scheduler为Pod对象挑选一个工作节点并将结果更新至API server。
调度结果由API server更新至etcd，而且API server也开始反映此Pod对象的调度结果。
Pod 被调度的目标工作节点上的kubelet尝试在当前节点上调用Containerd启动容器，并将容器的结果状态返回至API server。
API server将Pod 状态信息存入etcd。
在etcd确认写操作完成后，API server将确认信息发送至相关的kubelet。

删除Pod流程¶

删除Pod流程

请求删除Pod。
API server将Pod标记为Terminating状态。
（与第 2 步同时进行）kubelet在监控到Pod对象转为Terminating状态的同时启动Pod关闭过程。
（与第 2 步同时进行）Service将Endpoint摘除。
如果当前Pod对象定义了preStop hook，则在其标记为Terminating后会以同步的方式执行，宽限期开始计时。
Pod中的容器进程收到TERM信号。
宽限期结束后，若进程仍在运行，会收到SIGKILL信号。
kubelet请求API server将此Pod对象的宽限期设置为0，从而完成删除操作。

Pod资源限制¶

1）Resource Quota

资源配额Resource Quotas（简称quota）是对namespace进行资源配额，限制资源使用的一种策略。

K8S是一个多用户架构，当多用户或者团队共享一个K8S系统时，SA使用quota防止用户（基于namespace的）的资源抢占，定义好资源分配策略。

Quota应用在Namespace上，默认情况下，没有Resource Quota的，需要另外创建Quota，并且每个Namespace最多只能有一个Quota对象。

可限定资源类型:

计算资源：limits.cpu(最多能用多少cpu)、requests.cpu(最少能用多少cpu)、limits.memory(最多能用多少内存)、requests.memory(最少能用多少内存)

存储资源，包括存储资源的总量以及指定storage class的总量

requests.storage：存储资源总量，如500Gi

persistentvolumeclaims：pvc的个数

对象数，即可创建的对象的个数

pods, replicationcontrollers, configmaps, secrets，persistentvolumeclaims，services, services.loadbalancers,services.nodeports

注意:

Quota依赖于资源管理器，可以使用资源对象limits或者在创建资源对象时为pod设置资源限制（resources），如果不设置，资源对象无法创建。当该namespace中的任意个额度达到预设Quota时，将无法创建资源对象。只会达到最大预设值。

Resource Quota示例：

cat > quota.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  namespace: aming
  name: aming-quota

spec:
  hard:
    pods: 50  ## 该命名空间里最多支持启动50个Pods
    requests.cpu: 0.5 ##最低保证0.5个CPU资源
    requests.memory: 512Mi ##最低保证512M内存
    limits.cpu: 5  ##最多使用5核CPU
    limits.memory: 16Gi ##最多使用16G内存
    configmaps: 20 ##最多支持20个configMaps
    persistentvolumeclaims: 20 ##最多支持20个pvc
    replicationcontrollers: 20 ##最多支持20个replicationControllers
    secrets: 20 ##最多支持20个secrets
    services: 50 ##最多支持50个services
EOF

下面进行示例演示说明：

1、定义quota，限制pod最大数为5

$ cat > quota.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  namespace: aming
  name: aming-quota

spec:
  hard:
    pods: 5  ## 该命名空间里最多支持启动5个Pods
EOF

2、创建命名空间

$ k create ns aming

3、生效

$ k apply -f quota.yaml

4、查看

$ k get quota -n aming

NAME          AGE   REQUEST     LIMIT
aming-quota   55s   pods: 0/5

5、创建deployment，指定Pod副本为7，进行验证

$ k create deploy testdp --image=nginx:1.21.6 -n aming --replicas=7

6、查看deployment和pod,观察到因资源限制，所以只能创建5个

$ k get deploy,po -n aming

NAME                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/testdp   5/7     5            5           5m5s

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/testdp-7c66644bf8-6lrzj   1/1     Running   0          5m5s
pod/testdp-7c66644bf8-6vkbb   1/1     Running   0          5m5s
pod/testdp-7c66644bf8-8b5sv   1/1     Running   0          5m5s
pod/testdp-7c66644bf8-gfjdf   1/1     Running   0          5m5s
pod/testdp-7c66644bf8-wp72m   1/1     Running   0          5m5s

7、验证完成后，恢复环境

$ k delete  deploy -n aming --all

2）Pod的limits和requests

Resource Quota是针对namespace下面所有的Pod的限制，而Pod自身也有限制。