Kubernetes学习-深入Pod篇(一) 创建Pod，Pod配置文件详解

🏷️个人主页：牵着猫散步的鼠鼠

🏷️系列专栏：Kubernetes渐进式学习-专栏

🏷️个人学习笔记，若有缺误，欢迎评论区指正

1.前言

我们在前面的文章讲解了Kubernetes的核心概念和服务部署，接下来我们进入实战篇，从Pod入手学习K8S的使用

2.删除前置文章创建的服务

我们在之前文章测试集群是否可以正常服务时，创建了一个Nginx服务作为测试demo，为了防止该服务影响我们后续的学习，我们可以执行如下命令删除。

查询deploy

 kubectl get deploy

删除Nginx deploy

kubectl delete deploy nginx

在 Kubernetes 中，Deployment 和 Service 是两个独立的资源，它们分别负责不同的功能。我们这里还只是删除了负责管理 Pod 的控制器，但是 Service 以及通过 Service 暴露的应用程序仍然存在。我们继续删除对应的Service

kubectl delete service nginx

3 Pod资源是什么

在 Kubernetes（K8S）中，Pod 是可以创建和管理的最小部署单元。一个 Pod 代表了集群中运行的一个进程。Pod 通常包含一个或多个容器，这些容器共享网络命名空间、IP 地址和端口空间，能够像在同一个物理机上一样进行通信。Pod 中的容器还可以共享存储卷，使得容器间可以访问相同的数据。

4.Pod配置文件详解

4.1. 配置资源清单

当我们需要创建一个Pod时，K8S需要知道如何构建一个Pod，这个Pod中有哪些容器等信息，这些信息都需要通过配置文件来传递，所以我们首先来学习Pod配置文件的编写

配置文件详解文档可以见官网配置最佳实践 | Kubernetes

我总结了一些常用的配置资源清单：

参数名	类型	字段说明
apiVersion	String	K8S APl 的版本，可以用 kubectl api versions 命令查询
kind	String	yam 文件定义的资源类型和角色
metadata	Object	元数据对象，下面是它的属性
metadata.name	String	元数据对象的名字，比如 pod 的名字
metadata.namespace	String	元数据对象的命名空间
Spec	Object	详细定义对象
spec.containers[]	list	定义 Spec 对象的容器列表
spec.containers[].name	String	为列表中的某个容器定义名称
spec.containers[].image	String	为列表中的某个容器定义需要的镜像名称
spec.containers[].imagePullPolicy	string	定义镜像拉取策略，有 Always、Never、IfNotPresent 三个值可选 - Always（默认）：意思是每次都尝试重新拉取镜像 - Never：表示仅适用本地镜像 - IfNotPresent：如果本地有镜像就使用本地镜像，没有就拉取在线镜像。
spec.containers[].command[]	list	指定容器启动命令，因为是数组可以指定多个，不指定则使用镜像打包时使用的启动命令。
spec.containers[].args[]	list	指定容器启动命令参数，因为是数组可以指定多个。
spec.containers[].workingDir	string	指定容器的工作目录
spec.containers[].volumeMounts[]	list	指定容器内部的存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name	string	指定可以被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath	string	指定可以被容器挂载的存储卷的路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly	string	设置存储卷路径的读写模式，ture 或者 false，默认是读写模式
spec.containers[].ports[]	list	指定容器需要用到的端口列表
spec.containers[].ports[].name	string	指定端口的名称
spec.containers[].ports[].containerPort	string	指定容器需要监听的端口号
spec.containers[].ports[].hostPort	string	指定容器所在主机需要监听的端口号，默认跟上面 containerPort 相同，注意设置了 hostPort 同一台主机无法启动该容器的相同副本（因为主机的端口号不能相同，这样会冲突）
spec.containers[].ports[].protocol	string	指定端口协议，支持 TCP 和 UDP，默认值为 TCP
spec.containers[].env[]	list	指定容器运行前需设置的环境变量列表
spec.containers[].env[].name	string	指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value	string	指定环境变量值
spec.containers[].resources	Object	指定资源限制和资源请求的值（这里开始就是设置容器的资源上限）
spec.containers[].resources.limits	Object	指定设置容器运行时资源的运行上限
spec.containers[].resources.limits.cpu	string	指定 CPU 的限制，单位为 Core 数，将用于 docker run –cpu-shares 参数
spec.containers[].resources.limits.memory	string	指定 mem 内存的限制，单位为 MIB、GiB
spec.containers[].resources.requests	Object	指定容器启动和调度时的限制设置
spec.containers[].resources.requests.cpu	string	CPU请求，单位为core数，容器启动时初始化可用数量
spec.containers[].resources.requests.memory	string	内存请求，单位为MIB、GiB，容器启动的初始化可用数量
spec.restartPolicy	string	定义 pod 的重启策略，可选值为 Always、OnFailure、Never，默认值为 Always。 - Always：pod 一旦终止运行，则无论容器是如何终止的，kubelet 服务都将重启它。 - OnFailure：只有 pod 以非零退出码终止时，kubelet 才会重启该容器。如果容器正常结束（退出码为0），则 kubectl 将不会重启它。 - Never：Pod 终止后，kubelet 将退出码报告给 master，不会重启该 pod
spec.nodeSelector	Object	定义 Node 的 label 过滤标签，以 key：value 格式指定
spec.imagePullSecrets	Object	定义 pull 镜像时使用 secret 名称，以 name：secretkey 格式指定
spec.hostNetwork	Boolean	定义是否使用主机网络模式，默认值为 false。设置 true 表示使用宿主机网络，不使用 docker 网桥，同时设置了 true将无法在同一台宿主机上启动第二个副本

4.2. 编写Nginx pod配置文件

我们这里就为Nginx写一个简单的配置文件并创建pod

创建Pod配置目录，并创建nginx-demo.yaml文件

mkdir /k8s/pods -p
cd /k8s/pods
vim nginx-demo.yml

在nginx-demo.yaml文件中编写如下内容

apiVersion: v1 # api 文档版本
kind: Pod  # 资源对象类型，也可以配置为像Deployment、StatefulSet这一类的对象
metadata: # Pod 相关的元数据，用于描述 Pod 的数据
  name: nginx-demo # Pod 的名称
  labels: # 定义 Pod 的标签
    type: app # 自定义 label 标签，名字为 type，值为 app
    test: 1.0.0 # 自定义 label 标签，描述 Pod 版本号
  namespace: 'default' # 命名空间的配置
spec: # 期望 Pod 按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于 Pod 中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像
    imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉取策略，指定如果本地有就用本地的，如果没有就拉取远程的
    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'
    workingDir: /usr/share/nginx/html # 定义容器启动后的工作目录
    ports:
    - name: http # 端口名称
      containerPort: 80 # 描述容器内要暴露什么端口
      protocol: TCP # 描述该端口是基于哪种协议通信的
    env: # 环境变量
    - name: JVM_OPTS # 环境变量名称
      value: '-Xms128m -Xmx128m' # 环境变量的值
    resources:
      requests: # 最少需要多少资源
        cpu: 100m # 限制 cpu 最少使用 0.1 个核心
        memory: 128Mi # 限制内存最少使用 128兆
      limits: # 最多可以用多少资源
        cpu: 200m # 限制 cpu 最多使用 0.2 个核心
        memory: 256Mi # 限制 最多使用 256兆
  restartPolicy: OnFailure # 重启策略，只有失败的情况才会重启

4.2.1 配置文件详解

指定使用的Kubernetes API版本,这里使用的是v1版本。

apiVersion: v1 # api 文档版本

指定要创建的资源对象的类型是Pod，也可以配置为像Deployment、StatefulSet这一类的对象

kind: Pod  # 资源对象类型,也可以配置为像Deployment、StatefulSet这一类的对象

元数据部分,指定该Pod的名称为nginx-demo。

metadata: # Pod 相关的元数据,用于描述 Pod 的数据
  name: nginx-demo # Pod 的名称

为Pod设置了两个标签(label),分别是type=app和test=1.0.0。标签可用于后续对Pod实施其他操作时进行过滤和选择。

  labels: # 定义 Pod 的标签
    type: app # 自定义 label 标签,名字为 type,值为 app
    test: 1.0.0 # 自定义 label 标签,描述 Pod 版本号

指定该Pod将在default命名空间中创建。如果不设置这个配置，会默认在default命名空间中创建

  namespace: 'default' # 命名空间的配置

spec部分描述了期望Pod实际运行的具体情况。他描述了对象的期望状态，即我们希望对象在集群中的行为和状态。

我们这里定义了在该Pod中只有一个容器,名称为nginx,使用的镜像是nginx:1.7.9。

spec: # 期望 Pod 按照这里面的描述进行创建
  containers: # 对于 Pod 中的容器描述
  - name: nginx # 容器的名称
    image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像

imagePullPolicy设置镜像拉取策略为IfNotPresent,意味着如果本地有nginx:1.7.9镜像就使用本地的,没有则从远程拉取。

imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉取策略,指定如果本地有就用本地的,如果没有就拉取远程的

command容器的启动命令,启动nginx时增加-g 'daemon off;'参数。

    command: # 指定容器启动时执行的命令
    - nginx 
    - -g
    - 'daemon off;' # nginx -g 'daemon off;'

workingDir设置容器的工作目录为/usr/share/nginx/html。

    workingDir: /usr/share/nginx/html # 定义容器启动后的工作目录

ports中可以声明端口信息和环境变量，这里我们声明容器要暴露的端口为80,使用TCP协议,端口名称为http。

    ports:
    - name: http # 端口名称
      containerPort: 80 # 描述容器内要暴露什么端口
      protocol: TCP # 描述该端口是基于哪种协议通信的

为容器设置一个名为JVM_OPTS的环境变量,值为-Xms128m -Xmx128m。

    - env: # 环境变量
      name: JVM_OPTS # 环境变量名称  
      value: '-Xms128m -Xmx128m' # 环境变量的值

resources配置项可以设置容器的资源请求(requests)和限制(limits)。requests定义了最少需要分配多少资源给容器,limits定义了容器能使用的资源上限。

    resources:
      requests: # 最少需要多少资源
        cpu: 100m # 限制 cpu 最少使用 0.1 个核心
        memory: 128Mi # 限制内存最少使用 128兆
      limits: # 最多可以用多少资源
        cpu: 200m # 限制 cpu 最多使用 0.2 个核心
        memory: 256Mi # 限制 最多使用 256兆

restartPolicy可以设置容器的重启策略，这里我们设置为失败策略，只有失败的情况才会重启

  restartPolicy: OnFailure # 重启策略,只有失败的情况才会重启

4.3. 指定配置文件启动pod

kubectl create -f nginx-demo.yaml

查看我们创建的pod资源

kubectl get pod

可以看到我们的nginx pod资源就创建了，状态为容器创建中，需要等待一段时间

5.总结

在本文中，我们探讨了 Kubernetes（K8S）中Pod的概念，并从 Pod 入手，学习如何在 K8S 集群中部署和管理服务。