pod-k8s

Pod是kubernetes中你可以创建和部署的最⼩也是最简的单位。⼀个Pod代表着集群中运⾏的⼀个进程

Pod中封装着应⽤的容器（有的情况下是好⼏个容器），存储、独⽴的⽹络IP，管理容器如何运⾏的策略选项。Pod代
表着部署的⼀个单位：kubernetes中应⽤的⼀个实例，可能由⼀个或者多个容器组合在⼀起共享资源。

在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使⽤⽅式：

  • ⼀个Pod中运⾏⼀个容器。“每个Pod中⼀个容器”的模式是最常⻅的⽤法；在这种使⽤⽅式中，你可以把Pod想象成
    是单个容器的封装，kuberentes管理的是Pod⽽不是直接管理容器。
  • 在⼀个Pod中同时运⾏多个容器。⼀个Pod中也可以同时封装⼏个需要紧密耦合互相协作的容器，它们之间共享资
    源。这些在同⼀个Pod中的容器可以互相协作成为⼀个service单位——⼀个容器共享⽂件，另⼀个“sidecar”容器来
    更新这些⽂件。Pod将这些容器的存储资源作为⼀个实体来管理

每个Pod都是应⽤的⼀个实例。如果你想平⾏扩展应⽤的话（运⾏多个实例），你应该运⾏多个Pod，每个Pod都是⼀
个应⽤实例。在Kubernetes中，这通常被称为replication（副本）

Pod中如何管理多个容器

Pod中可以同时运⾏多个进程（作为容器运⾏）协同⼯作。同⼀个Pod中的容器会⾃动的分配到同⼀个 node 上。同⼀
个Pod中的容器共享资源、⽹络环境和依赖，它们总是被同时调度

Pod中可以共享两种资源：⽹络和存储

⽹络
每个Pod都会被分配⼀个唯⼀的IP地址。Pod中的所有容器共享⽹络空间，包括IP地址和端⼝。Pod内部的容器可以使
⽤ localhost 互相通信。Pod中的容器与外界通信时，必须分配共享⽹络资源（例如使⽤宿主机的端⼝映射）

存储
可以Pod指定多个共享的Volume。Pod中的所有容器都可以访问共享的volume。Volume也可以⽤来持久化Pod中的存储资源，以防容器重启后⽂件丢失。

为Pod的⽣命周期是短暂的，⽤后即焚的实体。当Pod被创建后（不论是由你直接创建还是被其他Controller），都会被Kuberentes调度到集群的Node上。直到Pod的进程终⽌、被删掉、因为缺少资源⽽被驱逐、或者Node故障之前这个Pod都会⼀直保持在那个Node上

注意：重启Pod中的容器跟重启Pod不是⼀回事。Pod只提供容器的运⾏环境并保持容器的运⾏状态，重启容器不
会造成Pod重启

Pod不会⾃愈。如果Pod运⾏的Node故障，或者是调度器本身故障，这个Pod就会被删除。同样的，如果Pod所在Node缺少资源或者Pod处于维护状态，Pod也会被驱逐。Kubernetes使⽤更⾼级的称为Controller的抽象层，来管理Pod实例。虽然可以直接使⽤Pod，但是在Kubernetes中通常是使⽤Controller来管理Pod的

Pod和Controller

Controller可以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和集群级别的⾃愈能⼒。例如，如果⼀个Node故障，
Controller就能⾃动将该节点上的Pod调度到其他健康的Node上

Pod的终⽌

Pod作为在集群的节点上运⾏的进程，所以在不再需要的时候能够优雅的终⽌掉是⼗分必要的（⽐起使⽤发送KILL
信号这种暴⼒的⽅式）。⽤户需要能够放松删除请求，并且知道它们何时会被终⽌，是否被正确的删除。⽤户想终⽌程序时发送删除pod的请求，在pod可以被强制删除前会有⼀个宽限期，会发送⼀个TERM请求到每个容器的主进程。⼀旦超时，将向主进程发送KILL信号并从API server中删除。如果kubelet或者container manager在等待进程终⽌的过程中重启，在重启后仍然会重试完整的宽限期

示例流程如下：

  1. ⽤户发送删除pod的命令，默认宽限期是30秒；
  2. 在Pod超过该宽限期后API server就会更新Pod的状态为“dead”；
  3. 在客户端命令⾏上显示的Pod状态为“terminating”；
  4. 跟第三步同时，当kubelet发现pod被标记为“terminating”状态时，开始停⽌pod进程：
    i. 如果在pod中定义了preStop hook，在停⽌pod前会被调⽤。如果在宽限期过后，preStop hook依然在运⾏，第
    ⼆步会再增加2秒的宽限期；
    ii. 向Pod中的进程发送TERM信号；
  5. 跟第三步同时，该Pod将从该service的端点列表中删除，不再是replication controller的⼀部分。关闭的慢的pod将继续处理load balancer转发的流量；
  6. 过了宽限期后，将向Pod中依然运⾏的进程发送SIGKILL信号⽽杀掉进程。
  7. Kublete会在API server中完成Pod的的删除，通过将优雅周期设置为0（⽴即删除）。Pod在API中消失，并且在客
    户端也不可⻅。删除宽限期默认是30秒。 kubectl delete 命令⽀持 —grace-period= 选项，允许⽤户设置⾃⼰的宽限期。如果设置为0将强制删除pod。在kubectl>=1.5版本的命令中，你必须同时使⽤ --force 和 --grace-period=0 来强制删除pod

强制删除Pod

Pod的强制删除是通过在集群和etcd中将其定义为删除状态。当执⾏强制删除命令时，API server不会等待该pod所运⾏在节点上的kubelet确认，就会⽴即将该pod从API server中移除，这时就可以创建跟原pod同名的pod了。这时，在节点上的pod会被⽴即设置为terminating状态，不过在被强制删除之前依然有⼀⼩段优雅删除周期

Pause容器

Pause容器，⼜叫Infra容器

kubernetes中默认的配置参数是：
KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER=--pod-infra-container-image=gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0

Pause容器，是可以⾃⼰来定义，官⽅使⽤的 gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 容器的代码⻅Github，使⽤C语⾔编写

kubernetes中的pause容器主要为每个业务容器提供以下功能：

  • 在pod中担任Linux命名空间共享的基础；
  • 启⽤pid命名空间，开启init进程

主机⽹络

Pod 的⽣命周期

Pod phase

Pod 的 status 在信息保存在 PodStatus 中定义，其中有⼀个 phase 字段

phase 可能的值

  • 挂起（Pending）：Pod 已被 Kubernetes 系统接受，但有⼀个或者多个容器镜像尚未创建。等待时间包括调度
    Pod 的时间和通过⽹络下载镜像的时间，这可能需要花点时间。
  • 运⾏中（Running）：该 Pod 已经绑定到了⼀个节点上，Pod 中所有的容器都已被创建。⾄少有⼀个容器正在运
    ⾏，或者正处于启动或重启状态。
  • 成功（Succeeded）：Pod 中的所有容器都被成功终⽌，并且不会再重启。
  • 失败（Failed）：Pod 中的所有容器都已终⽌了，并且⾄少有⼀个容器是因为失败终⽌。也就是说，容器以⾮0状
    态退出或者被系统终⽌。
  • 未知（Unknown）：因为某些原因⽆法取得 Pod 的状态，通常是因为与 Pod 所在主机通信失败。

Pod 状态
Pod 有⼀个 PodStatus 对象，其中包含⼀个 PodCondition 数组。 PodCondition 数组的每个元素都有⼀个 type 字段
和⼀个 status 字段。 type 字段是字符串，可能的值有 PodScheduled、Ready、Initialized 和
Unschedulable。 status 字段是⼀个字符串，可能的值有 True、False 和 Unknown

容器探针

每次探测都将获得以下三种结果之⼀：
成功：容器通过了诊断。
失败：容器未通过诊断。
未知：诊断失败，因此不会采取任何⾏动。

有三种可⽤的控制器：

  • 使⽤ Job 运⾏预期会终⽌的 Pod，例如批量计算。Job 仅适⽤于重启策略为 OnFailure 或 Never 的 Pod。

  • 对预期不会终⽌的 Pod 使⽤ ReplicationController、ReplicaSet 和 Deployment ，例如 Web 服务器。
    ReplicationController 仅适⽤于具有 restartPolicy 为 Always 的 Pod。

  • 提供特定于机器的系统服务，使⽤ DaemonSet 为每台机器运⾏⼀个 Pod 。
    所有这三种类型的控制器都包含⼀个 PodTemplate。建议创建适当的控制器，让它们来创建 Pod，⽽不是直接⾃⼰创建 Pod。这是因为单独的 Pod 在机器故障的情况下没有办法⾃动复原，⽽控制器却可以。

如果节点死亡或与集群的其余部分断开连接，则 Kubernetes 将应⽤⼀个策略将丢失节点上的所有 Pod 的 phase 设置为 Failed

状态示例

Pod 中只有⼀个容器并且正在运⾏。容器成功退出。
    记录完成事件。
    如果 restartPolicy 为：
    Always：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
    OnFailure：Pod phase 变成 Succeeded。
    Never：Pod phase 变成 Succeeded
    
Pod 中只有⼀个容器并且正在运⾏。容器退出失败。
    记录失败事件。
    如果 restartPolicy 为：
    Always：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
    OnFailure：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
    Never：Pod phase 变成 Failed 
 
Pod 中有两个容器并且正在运⾏。容器1退出失败。
        记录失败事件。
        如果 restartPolicy 为：
          Always：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
          OnFailure：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
          Never：不重启容器；Pod phase 仍为 Running
    如果有容器1没有处于运⾏状态，并且容器2退出
       记录失败事件。
  	   如果 restartPolicy 为：
            Always：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
            OnFailure：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
            Never：Pod phase 变成 Failed
            
Pod 中只有⼀个容器并处于运⾏状态。容器运⾏时内存超出限制：
        容器以失败状态终⽌。
        记录 OOM 事件。
        如果 restartPolicy 为：
                Always：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
                OnFailure：重启容器；Pod phase 仍为 Running。
                Never: 记录失败事件；Pod phase 仍为 Failed
Pod 正在运⾏，磁盘故障：
    杀掉所有容器。
    记录适当事件。
    Pod phase 变成 Failed。
    如果使⽤控制器来运⾏，Pod 将在别处重建。
Pod 正在运⾏，其节点被分段。
    节点控制器等待直到超时。
    节点控制器将 Pod phase 设置为 Failed。
    如果是⽤控制器来运⾏，Pod 将在别处重建。
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