北京外贸营销网站建设费用,小型教育网站的开发与建设,比较大网站建设公司,手机个人网站制作教程第四章 实战入门
本章节将介绍如何在kubernetes集群中部署一个nginx服务#xff0c;并且能够对其进行访问。
Namespace
Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源#xff0c;它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。
默认情况下并且能够对其进行访问。
Namespace
Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。
默认情况下kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中可能不想让两个Pod之间进行互相的访问那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中可以形成逻辑上的组以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。
可以通过kubernetes的授权机制将不同的namespace交给不同租户进行管理这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制限定不同租户能占用的资源例如CPU使用量、内存使用量等等来实现租户可用资源的管理。 kubernetes在集群启动之后会默认创建几个namespace
[rootmaster ~]# kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 45h # 所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease Active 45h # 集群节点之间的心跳维护v1.13开始引入
kube-public Active 45h # 此命名空间下的资源可以被所有人访问包括未认证用户
kube-system Active 45h # 所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间下面来看namespace资源的具体操作
查看
# 1 查看所有的ns 命令kubectl get ns
[rootmaster ~]# kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 45h
kube-node-lease Active 45h
kube-public Active 45h
kube-system Active 45h # 2 查看指定的ns 命令kubectl get ns ns名称
[rootmaster ~]# kubectl get ns default
NAME STATUS AGE
default Active 45h# 3 指定输出格式 命令kubectl get ns ns名称 -o 格式参数
# kubernetes支持的格式有很多比较常见的是wide、json、yaml
[rootmaster ~]# kubectl get ns default -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:creationTimestamp: 2020-04-05T04:44:16Zname: defaultresourceVersion: 151selfLink: /api/v1/namespaces/defaultuid: 7405f73a-e486-43d4-9db6-145f1409f090
spec:finalizers:- kubernetes
status:phase: Active# 4 查看ns详情 命令kubectl describe ns ns名称
[rootmaster ~]# kubectl describe ns default
Name: default
Labels: none
Annotations: none
Status: Active # Active 命名空间正在使用中 Terminating 正在删除命名空间# ResourceQuota 针对namespace做的资源限制
# LimitRange针对namespace中的每个组件做的资源限制
No resource quota.
No LimitRange resource.创建
# 创建namespace
[rootmaster ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created删除
# 删除namespace
[rootmaster ~]# kubectl delete ns dev
namespace dev deleted配置方式
首先准备一个yaml文件ns-dev.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:name: dev然后就可以执行对应的创建和删除命令了
创建kubectl create -f ns-dev.yaml
删除kubectl delete -f ns-dev.yaml
Pod
Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元程序要运行必须部署在容器中而容器必须存在于Pod中。
Pod可以认为是容器的封装一个Pod中可以存在一个或者多个容器。 kubernetes在集群启动之后集群中的各个组件也都是以Pod方式运行的。可以通过下面命令查看
[rootmaster ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-6955765f44-68g6v 1/1 Running 0 2d1h
kube-system coredns-6955765f44-cs5r8 1/1 Running 0 2d1h
kube-system etcd-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-apiserver-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-flannel-ds-amd64-47r25 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-flannel-ds-amd64-ls5lh 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-proxy-685tk 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-proxy-87spt 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-scheduler-master 1/1 Running 0 2d1h创建并运行
kubernetes没有提供单独运行Pod的命令都是通过Pod控制器来实现的
# 命令格式 kubectl run (pod控制器名称) [参数]
# --image 指定Pod的镜像
# --port 指定端口
# --namespace 指定namespace
[rootmaster ~]# kubectl run nginx --imagenginx:1.17.1 --port80 --namespace dev
deployment.apps/nginx created查看pod信息
# 查看Pod基本信息
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-5ff7956ff6-fg2db 1/1 Running 0 43s# 查看Pod的详细信息
[rootmaster ~]# kubectl describe pod nginx-5ff7956ff6-fg2db -n dev
Name: nginx-5ff7956ff6-fg2db
Namespace: dev
Priority: 0
Node: node1/192.168.109.101
Start Time: Wed, 08 Apr 2020 09:29:24 0800
Labels: pod-template-hash5ff7956ff6runnginx
Annotations: none
Status: Running
IP: 10.244.1.23
IPs:IP: 10.244.1.23
Controlled By: ReplicaSet/nginx-5ff7956ff6
Containers:nginx:Container ID: docker://4c62b8c0648d2512380f4ffa5da2c99d16e05634979973449c98e9b829f6253cImage: nginx:1.17.1Image ID: docker-pullable://nginxsha256:485b610fefec7ff6c463ced9623314a04ed67e3945b9c08d7e53a47f6d108dc7Port: 80/TCPHost Port: 0/TCPState: RunningStarted: Wed, 08 Apr 2020 09:30:01 0800Ready: TrueRestart Count: 0Environment: noneMounts:/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-hwvvw (ro)
Conditions:Type StatusInitialized TrueReady TrueContainersReady TruePodScheduled True
Volumes:default-token-hwvvw:Type: Secret (a volume populated by a Secret)SecretName: default-token-hwvvwOptional: false
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: none
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300snode.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal Scheduled unknown default-scheduler Successfully assigned dev/nginx-5ff7956ff6-fg2db to node1Normal Pulling 4m11s kubelet, node1 Pulling image nginx:1.17.1Normal Pulled 3m36s kubelet, node1 Successfully pulled image nginx:1.17.1Normal Created 3m36s kubelet, node1 Created container nginxNormal Started 3m36s kubelet, node1 Started container nginx访问Pod
# 获取podIP
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ...
nginx-5ff7956ff6-fg2db 1/1 Running 0 190s 10.244.1.23 node1 ...#访问POD
[rootmaster ~]# curl http://10.244.1.23:80
!DOCTYPE html
html
headtitleWelcome to nginx!/title
/head
bodypemThank you for using nginx./em/p
/body
/html删除指定Pod
# 删除指定Pod
[rootmaster ~]# kubectl delete pod nginx-5ff7956ff6-fg2db -n dev
pod nginx-5ff7956ff6-fg2db deleted# 此时显示删除Pod成功但是再查询发现又新产生了一个
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-5ff7956ff6-jj4ng 1/1 Running 0 21s# 这是因为当前Pod是由Pod控制器创建的控制器会监控Pod状况一旦发现Pod死亡会立即重建
# 此时要想删除Pod必须删除Pod控制器# 先来查询一下当前namespace下的Pod控制器
[rootmaster ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 1/1 1 1 9m7s# 接下来删除此PodPod控制器
[rootmaster ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps nginx deleted# 稍等片刻再查询Pod发现Pod被删除了
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.配置操作
创建一个pod-nginx.yaml内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxnamespace: dev
spec:containers:- image: nginx:1.17.1name: podports:- name: nginx-portcontainerPort: 80protocol: TCP然后就可以执行对应的创建和删除命令了
创建kubectl create -f pod-nginx.yaml
删除kubectl delete -f pod-nginx.yaml
Label
Label是kubernetes系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识用来对它们进行区分和选择。
Label的特点
一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上如Node、Pod、Service等等一个资源对象可以定义任意数量的Label 同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去Label通常在资源对象定义时确定当然也可以在对象创建后动态添加或者删除
可以通过Label实现资源的多维度分组以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作。 一些常用的Label 示例如下 版本标签“version”:“release”, “version”:“stable”…环境标签“environment”:“dev”“environment”:“test”“environment”:“pro”架构标签“tier”:“frontend”“tier”:“backend” 标签定义完毕之后还要考虑到标签的选择这就要使用到Label Selector即
Label用于给某个资源对象定义标识
Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象
当前有两种Label Selector 基于等式的Label Selector name slave: 选择所有包含Label中keyname且valueslave的对象 env ! production: 选择所有包括Label中的keyenv且value不等于production的对象 基于集合的Label Selector name in (master, slave): 选择所有包含Label中的keyname且valuemaster或slave的对象 name not in (frontend): 选择所有包含Label中的keyname且value不等于frontend的对象
标签的选择条件可以使用多个此时将多个Label Selector进行组合使用逗号,进行分隔即可。例如
nameslaveenv!production
name not in (frontend)env!production
命令方式
# 为pod资源打标签
[rootmaster ~]# kubectl label pod nginx-pod version1.0 -n dev
pod/nginx-pod labeled# 为pod资源更新标签
[rootmaster ~]# kubectl label pod nginx-pod version2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx-pod labeled# 查看标签
[rootmaster ~]# kubectl get pod nginx-pod -n dev --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-pod 1/1 Running 0 10m version2.0# 筛选标签
[rootmaster ~]# kubectl get pod -n dev -l version2.0 --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-pod 1/1 Running 0 17m version2.0
[rootmaster ~]# kubectl get pod -n dev -l version!2.0 --show-labels
No resources found in dev namespace.#删除标签
[rootmaster ~]# kubectl label pod nginx-pod version- -n dev
pod/nginx-pod labeled配置方式
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxnamespace: devlabels:version: 3.0 env: test
spec:containers:- image: nginx:1.17.1name: podports:- name: nginx-portcontainerPort: 80protocol: TCP然后就可以执行对应的更新命令了kubectl apply -f pod-nginx.yaml
Deployment
在kubernetes中Pod是最小的控制单元但是kubernetes很少直接控制Pod一般都是通过Pod控制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理确保pod资源符合预期的状态当pod的资源出现故障时会尝试进行重启或重建pod。
在kubernetes中Pod控制器的种类有很多本章节只介绍一种Deployment。 命令操作
# 命令格式: kubectl run deployment名称 [参数]
# --image 指定pod的镜像
# --port 指定端口
# --replicas 指定创建pod数量
# --namespace 指定namespace
[rootmaster ~]# kubectl run nginx --imagenginx:1.17.1 --port80 --replicas3 -n dev
deployment.apps/nginx created# 查看创建的Pod
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-5ff7956ff6-6k8cb 1/1 Running 0 19s
nginx-5ff7956ff6-jxfjt 1/1 Running 0 19s
nginx-5ff7956ff6-v6jqw 1/1 Running 0 19s# 查看deployment的信息
[rootmaster ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 3/3 3 3 2m42s# UP-TO-DATE成功升级的副本数量
# AVAILABLE可用副本的数量
[rootmaster ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
nginx 3/3 3 3 2m51s nginx nginx:1.17.1 runnginx# 查看deployment的详细信息
[rootmaster ~]# kubectl describe deploy nginx -n dev
Name: nginx
Namespace: dev
CreationTimestamp: Wed, 08 Apr 2020 11:14:14 0800
Labels: runnginx
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector: runnginx
Replicas: 3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType: RollingUpdate
MinReadySeconds: 0
RollingUpdateStrategy: 25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:Labels: runnginxContainers:nginx:Image: nginx:1.17.1Port: 80/TCPHost Port: 0/TCPEnvironment: noneMounts: noneVolumes: none
Conditions:Type Status Reason---- ------ ------Available True MinimumReplicasAvailableProgressing True NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets: none
NewReplicaSet: nginx-5ff7956ff6 (3/3 replicas created)
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal ScalingReplicaSet 5m43s deployment-controller Scaled up replicaset nginx-5ff7956ff6 to 3# 删除
[rootmaster ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps nginx deleted配置操作
创建一个deploy-nginx.yaml内容如下
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginxnamespace: dev
spec:replicas: 3selector:matchLabels:run: nginxtemplate:metadata:labels:run: nginxspec:containers:- image: nginx:1.17.1name: nginxports:- containerPort: 80protocol: TCP然后就可以执行对应的创建和删除命令了
创建kubectl create -f deploy-nginx.yaml
删除kubectl delete -f deploy-nginx.yaml
Service
通过上节课的学习已经能够利用Deployment来创建一组Pod来提供具有高可用性的服务。
虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP然而却存在如下两问题
Pod IP 会随着Pod的重建产生变化Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟IP外部无法访问
这样对于访问这个服务带来了难度。因此kubernetes设计了Service来解决这个问题。
Service可以看作是一组同类Pod对外的访问接口。借助Service应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XPCTj7gi-1691505645135)(assets/image-20200408194716912.png)]
操作一创建集群内部可访问的Service
# 暴露Service
[rootmaster ~]# kubectl expose deploy nginx --namesvc-nginx1 --typeClusterIP --port80 --target-port80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed# 查看service
[rootmaster ~]# kubectl get svc svc-nginx -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx1 ClusterIP 10.109.179.231 none 80/TCP 3m51s runnginx# 这里产生了一个CLUSTER-IP这就是service的IP在Service的生命周期中这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[rootmaster ~]# curl 10.109.179.231:80
!DOCTYPE html
html
head
titleWelcome to nginx!/title
/head
body
h1Welcome to nginx!/h1
.......
/body
/html操作二创建集群外部也可访问的Service
# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP这个ip地址只用集群内部可访问
# 如果需要创建外部也可以访问的Service需要修改type为NodePort
[rootmaster ~]# kubectl expose deploy nginx --namesvc-nginx2 --typeNodePort --port80 --target-port80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed# 此时查看会发现出现了NodePort类型的Service而且有一对Port80:31928/TC
[rootmaster ~]# kubectl get svc svc-nginx-1 -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx2 NodePort 10.100.94.0 none 80:31928/TCP 9s runnginx# 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了
# 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址
http://192.168.109.100:31928/删除Service
[rootmaster ~]# kubectl delete svc svc-nginx-1 -n dev service svc-nginx-1 deleted配置方式
创建一个svc-nginx.yaml内容如下
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: svc-nginxnamespace: dev
spec:clusterIP: 10.109.179.231ports:- port: 80protocol: TCPtargetPort: 80selector:run: nginxtype: ClusterIP然后就可以执行对应的创建和删除命令了
创建kubectl create -f svc-nginx.yaml
删除kubectl delete -f svc-nginx.yaml 小结 至此已经掌握了Namespace、Pod、Deployment、Service资源的基本操作有了这些操作就可以在kubernetes集群中实现一个服务的简单部署和访问了但是如果想要更好的使用kubernetes就需要深入学习这几种资源的细节和原理。 第五章 Pod详解
本章节将详细介绍Pod资源的各种配置yaml和原理。
Pod介绍
Pod结构 每个Pod中都可以包含一个或者多个容器这些容器可以分为两类 用户程序所在的容器数量可多可少 Pause容器这是每个Pod都会有的一个根容器它的作用有两个 可以以它为依据评估整个Pod的健康状态 可以在根容器上设置Ip地址其它容器都此IpPod IP以实现Pod内部的网路通信 这里是Pod内部的通讯Pod的之间的通讯采用虚拟二层网络技术来实现我们当前环境用的是FlannelPod定义
下面是Pod的资源清单
apiVersion: v1 #必选版本号例如v1
kind: Pod #必选资源类型例如 Pod
metadata: #必选元数据name: string #必选Pod名称namespace: string #Pod所属的命名空间,默认为defaultlabels: #自定义标签列表- name: string
spec: #必选Pod中容器的详细定义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 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 #端口的名称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TCPenv: #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 #内存请求,容器启动的初始可用数量lifecycle: #生命周期钩子postStart: #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启preStop: #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止livenessProbe: #对Pod内各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、portpath: stringport: numberhost: stringscheme: stringHttpHeaders:- name: stringvalue: stringtcpSocket: #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式port: numberinitialDelaySeconds: 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: 0failureThreshold: 0securityContext:privileged: falserestartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略nodeName: string #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称以keysecretkey格式指定- name: stringhostNetwork: 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: stringpath: stringconfigMap: #类型为configMap的存储卷挂载预定义的configMap对象到容器内部name: stringitems:- key: stringpath: string#小提示
# 在这里可通过一个命令来查看每种资源的可配置项
# kubectl explain 资源类型 查看某种资源可以配置的一级属性
# kubectl explain 资源类型.属性 查看属性的子属性
[rootmaster ~]# kubectl explain pod
KIND: Pod
VERSION: v1
FIELDS:apiVersion stringkind stringmetadata Objectspec Objectstatus Object[rootmaster ~]# kubectl explain pod.metadata
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: metadata Object
FIELDS:annotations map[string]stringclusterName stringcreationTimestamp stringdeletionGracePeriodSeconds integerdeletionTimestamp stringfinalizers []stringgenerateName stringgeneration integerlabels map[string]stringmanagedFields []Objectname stringnamespace stringownerReferences []ObjectresourceVersion stringselfLink stringuid string在kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的主要包含5部分 apiVersion string 版本由kubernetes内部定义版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到 kind string 类型由kubernetes内部定义版本号必须可以用 kubectl api-resources 查询到 metadata Object 元数据主要是资源标识和说明常用的有name、namespace、labels等 spec Object 描述这是配置中最重要的一部分里面是对各种资源配置的详细描述 status Object 状态信息里面的内容不需要定义由kubernetes自动生成
在上面的属性中spec是接下来研究的重点继续看下它的常见子属性:
containers []Object 容器列表用于定义容器的详细信息nodeName String 根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上nodeSelector map[] 根据NodeSelector中定义的信息选择将该Pod调度到包含这些label的Node 上hostNetwork boolean 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 []Object 存储卷用于定义Pod上面挂在的存储信息restartPolicy string 重启策略表示Pod在遇到故障的时候的处理策略
Pod配置
本小节主要来研究pod.spec.containers属性这也是pod配置中最为关键的一项配置。
[rootmaster ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: containers []Object # 数组代表可以有多个容器
FIELDS:name string # 容器名称image string # 容器需要的镜像地址imagePullPolicy string # 镜像拉取策略 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 # 容器的启动命令需要的参数列表env []Object # 容器环境变量的配置ports []Object # 容器需要暴露的端口号列表resources Object # 资源限制和资源请求的设置基本配置
创建pod-base.yaml文件内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-basenamespace: devlabels:user: heima
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1- name: busyboximage: busybox:1.30上面定义了一个比较简单Pod的配置里面有两个容器
nginx用1.17.1版本的nginx镜像创建nginx是一个轻量级web容器busybox用1.30版本的busybox镜像创建busybox是一个小巧的linux命令集合
# 创建Pod
[rootmaster pod]# kubectl apply -f pod-base.yaml
pod/pod-base created# 查看Pod状况
# READY 1/2 : 表示当前Pod中有2个容器其中1个准备就绪1个未就绪
# RESTARTS : 重启次数因为有1个容器故障了Pod一直在重启试图恢复它
[rootmaster pod]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-base 1/2 Running 4 95s# 可以通过describe查看内部的详情
# 此时已经运行起来了一个基本的Pod虽然它暂时有问题
[rootmaster pod]# kubectl describe pod pod-base -n dev镜像拉取
创建pod-imagepullpolicy.yaml文件内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-imagepullpolicynamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1imagePullPolicy: Always # 用于设置镜像拉取策略- name: busyboximage: busybox:1.30imagePullPolicy用于设置镜像拉取策略kubernetes支持配置三种拉取策略
Always总是从远程仓库拉取镜像一直远程下载IfNotPresent本地有则使用本地镜像本地没有则从远程仓库拉取镜像本地有就本地 本地没远程下载Never只使用本地镜像从不去远程仓库拉取本地没有就报错 一直使用本地 默认值说明 如果镜像tag为具体版本号 默认策略是IfNotPresent 如果镜像tag为latest最终版本 默认策略是always # 创建Pod
[rootmaster pod]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
pod/pod-imagepullpolicy created# 查看Pod详情
# 此时明显可以看到nginx镜像有一步Pulling image nginx:1.17.1的过程
[rootmaster pod]# kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev
......
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal Scheduled unknown default-scheduler Successfully assigned dev/pod-imagePullPolicy to node1Normal Pulling 32s kubelet, node1 Pulling image nginx:1.17.1Normal Pulled 26s kubelet, node1 Successfully pulled image nginx:1.17.1Normal Created 26s kubelet, node1 Created container nginxNormal Started 25s kubelet, node1 Started container nginxNormal Pulled 7s (x3 over 25s) kubelet, node1 Container image busybox:1.30 already present on machineNormal Created 7s (x3 over 25s) kubelet, node1 Created container busyboxNormal Started 7s (x3 over 25s) kubelet, node1 Started container busybox启动命令
在前面的案例中一直有一个问题没有解决就是的busybox容器一直没有成功运行那么到底是什么原因导致这个容器的故障呢
原来busybox并不是一个程序而是类似于一个工具类的集合kubernetes集群启动管理后它会自动关闭。解决方法就是让其一直在运行这就用到了command配置。
创建pod-command.yaml文件内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-commandnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1- name: busyboximage: busybox:1.30command: [/bin/sh,-c,touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date %T) /tmp/hello.txt; sleep 3; done;]command用于在pod中的容器初始化完毕之后运行一个命令。 稍微解释下上面命令的意思 “/bin/sh”,“-c”, 使用sh执行命令 touch /tmp/hello.txt; 创建一个/tmp/hello.txt 文件 while true;do /bin/echo $(date %T) /tmp/hello.txt; sleep 3; done; 每隔3秒向文件中写入当前时间 # 创建Pod
[rootmaster pod]# kubectl create -f pod-command.yaml
pod/pod-command created# 查看Pod状态
# 此时发现两个pod都正常运行了
[rootmaster pod]# kubectl get pods pod-command -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-command 2/2 Runing 0 2s# 进入pod中的busybox容器查看文件内容
# 补充一个命令: kubectl exec pod名称 -n 命名空间 -it -c 容器名称 /bin/sh 在容器内部执行命令
# 使用这个命令就可以进入某个容器的内部然后进行相关操作了
# 比如可以查看txt文件的内容
[rootmaster pod]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
/ # tail -f /tmp/hello.txt
13:35:35
13:35:38
13:35:41特别说明通过上面发现command已经可以完成启动命令和传递参数的功能为什么这里还要提供一个args选项用于传递参数呢?这其实跟docker有点关系kubernetes中的command、args两项其实是实现覆盖Dockerfile中ENTRYPOINT的功能。1 如果command和args均没有写那么用Dockerfile的配置。2 如果command写了但args没有写那么Dockerfile默认的配置会被忽略执行输入的command3 如果command没写但args写了那么Dockerfile中配置的ENTRYPOINT的命令会被执行使用当前args的参数4 如果command和args都写了那么Dockerfile的配置被忽略执行command并追加上args参数环境变量
创建pod-env.yaml文件内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-envnamespace: dev
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:1.30command: [/bin/sh,-c,while true;do /bin/echo $(date %T);sleep 60; done;]env: # 设置环境变量列表- name: usernamevalue: admin- name: passwordvalue: 123456env环境变量用于在pod中的容器设置环境变量。
# 创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
pod/pod-env created# 进入容器输出环境变量
[rootmaster ~]# kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh
/ # echo $username
admin
/ # echo $password
123456这种方式不是很推荐推荐将这些配置单独存储在配置文件中这种方式将在后面介绍。
端口设置
本小节来介绍容器的端口设置也就是containers的ports选项。
首先看下ports支持的子选项
[rootmaster ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: ports []Object
FIELDS:name string # 端口名称如果指定必须保证name在pod中是唯一的 containerPortinteger # 容器要监听的端口(0x65536)hostPort integer # 容器要在主机上公开的端口如果设置主机上只能运行容器的一个副本(一般省略) hostIP string # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)protocol string # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。接下来编写一个测试案例创建pod-ports.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-portsnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports: # 设置容器暴露的端口列表- name: nginx-portcontainerPort: 80protocol: TCP# 创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-ports.yaml
pod/pod-ports created# 查看pod
# 在下面可以明显看到配置信息
[rootmaster ~]# kubectl get pod pod-ports -n dev -o yaml
......
spec:containers:- image: nginx:1.17.1imagePullPolicy: IfNotPresentname: nginxports:- containerPort: 80name: nginx-portprotocol: TCP
......访问容器中的程序需要使用的是podIp:containerPort
资源配额
容器中的程序要运行肯定是要占用一定资源的比如cpu和内存等如果不对某个容器的资源做限制那么它就可能吃掉大量资源导致其它容器无法运行。针对这种情况kubernetes提供了对内存和cpu的资源进行配额的机制这种机制主要通过resources选项实现他有两个子选项 limits用于限制运行时容器的最大占用资源当容器占用资源超过limits时会被终止并进行重启 requests 用于设置容器需要的最小资源如果环境资源不够容器将无法启动
可以通过上面两个选项设置资源的上下限。
接下来编写一个测试案例创建pod-resources.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-resourcesnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1resources: # 资源配额limits: # 限制资源上限cpu: 2 # CPU限制单位是core数memory: 10Gi # 内存限制requests: # 请求资源下限cpu: 1 # CPU限制单位是core数memory: 10Mi # 内存限制在这对cpu和memory的单位做一个说明 cpucore数可以为整数或小数 memory 内存大小可以使用Gi、Mi、G、M等形式
# 运行Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created# 查看发现pod运行正常
[rootmaster ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-resources 1/1 Running 0 39s # 接下来停止Pod
[rootmaster ~]# kubectl delete -f pod-resources.yaml
pod pod-resources deleted# 编辑pod修改resources.requests.memory的值为10Gi
[rootmaster ~]# vim pod-resources.yaml# 再次启动pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created# 查看Pod状态发现Pod启动失败
[rootmaster ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-resources 0/2 Pending 0 20s # 查看pod详情会发现如下提示
[rootmaster ~]# kubectl describe pod pod-resources -n dev
......
Warning FailedScheduling unknown default-scheduler 0/2 nodes are available: 2 Insufficient memory.(内存不足)Pod生命周期
我们一般将pod对象从创建至终的这段时间范围称为pod的生命周期它主要包含下面的过程 pod创建过程 运行初始化容器init container过程 运行主容器main container 容器启动后钩子post start、容器终止前钩子pre stop 容器的存活性探测liveness probe、就绪性探测readiness probe pod终止过程 在整个生命周期中Pod会出现5种状态相位分别如下
挂起Pendingapiserver已经创建了pod资源对象但它尚未被调度完成或者仍处于下载镜像的过程中运行中Runningpod已经被调度至某节点并且所有容器都已经被kubelet创建完成成功Succeededpod中的所有容器都已经成功终止并且不会被重启失败Failed所有容器都已经终止但至少有一个容器终止失败即容器返回了非0值的退出状态未知Unknownapiserver无法正常获取到pod对象的状态信息通常由网络通信失败所导致
创建和终止
pod的创建过程 用户通过kubectl或其他api客户端提交需要创建的pod信息给apiServer apiServer开始生成pod对象的信息并将信息存入etcd然后返回确认信息至客户端 apiServer开始反映etcd中的pod对象的变化其它组件使用watch机制来跟踪检查apiServer上的变动 scheduler发现有新的pod对象要创建开始为Pod分配主机并将结果信息更新至apiServer node节点上的kubelet发现有pod调度过来尝试调用docker启动容器并将结果回送至apiServer apiServer将接收到的pod状态信息存入etcd中
pod的终止过程
用户向apiServer发送删除pod对象的命令apiServcer中的pod对象信息会随着时间的推移而更新在宽限期内默认30spod被视为dead将pod标记为terminating状态kubelet在监控到pod对象转为terminating状态的同时启动pod关闭过程端点控制器监控到pod对象的关闭行为时将其从所有匹配到此端点的service资源的端点列表中移除如果当前pod对象定义了preStop钩子处理器则在其标记为terminating后即会以同步的方式启动执行pod对象中的容器进程收到停止信号宽限期结束后若pod中还存在仍在运行的进程那么pod对象会收到立即终止的信号kubelet请求apiServer将此pod资源的宽限期设置为0从而完成删除操作此时pod对于用户已不可见
初始化容器
初始化容器是在pod的主容器启动之前要运行的容器主要是做一些主容器的前置工作它具有两大特征
初始化容器必须运行完成直至结束若某初始化容器运行失败那么kubernetes需要重启它直到成功完成初始化容器必须按照定义的顺序执行当且仅当前一个成功之后后面的一个才能运行
初始化容器有很多的应用场景下面列出的是最常见的几个
提供主容器镜像中不具备的工具程序或自定义代码初始化容器要先于应用容器串行启动并运行完成因此可用于延后应用容器的启动直至其依赖的条件得到满足
接下来做一个案例模拟下面这个需求
假设要以主容器来运行nginx但是要求在运行nginx之前先要能够连接上mysql和redis所在服务器
为了简化测试事先规定好mysql(192.168.109.201)和redis(192.168.109.202)服务器的地址
创建pod-initcontainer.yaml内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-initcontainernamespace: dev
spec:containers:- name: main-containerimage: nginx:1.17.1ports: - name: nginx-portcontainerPort: 80initContainers:- name: test-mysqlimage: busybox:1.30command: [sh, -c, until ping 192.168.109.201 -c 1 ; do echo waiting for mysql...; sleep 2; done;]- name: test-redisimage: busybox:1.30command: [sh, -c, until ping 192.168.109.202 -c 1 ; do echo waiting for reids...; sleep 2; done;]# 创建pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-initcontainer.yaml
pod/pod-initcontainer created# 查看pod状态
# 发现pod卡在启动第一个初始化容器过程中后面的容器不会运行
rootmaster ~]# kubectl describe pod pod-initcontainer -n dev
........
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal Scheduled 49s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-initcontainer to node1Normal Pulled 48s kubelet, node1 Container image busybox:1.30 already present on machineNormal Created 48s kubelet, node1 Created container test-mysqlNormal Started 48s kubelet, node1 Started container test-mysql# 动态查看pod
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-initcontainer -n dev -w
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-initcontainer 0/1 Init:0/2 0 15s
pod-initcontainer 0/1 Init:1/2 0 52s
pod-initcontainer 0/1 Init:1/2 0 53s
pod-initcontainer 0/1 PodInitializing 0 89s
pod-initcontainer 1/1 Running 0 90s# 接下来新开一个shell为当前服务器新增两个ip观察pod的变化
[rootmaster ~]# ifconfig ens33:1 192.168.109.201 netmask 255.255.255.0 up
[rootmaster ~]# ifconfig ens33:2 192.168.109.202 netmask 255.255.255.0 up钩子函数
钩子函数能够感知自身生命周期中的事件并在相应的时刻到来时运行用户指定的程序代码。
kubernetes在主容器的启动之后和停止之前提供了两个钩子函数
post start容器创建之后执行如果失败了会重启容器pre stop 容器终止之前执行执行完成之后容器将成功终止在其完成之前会阻塞删除容器的操作
钩子处理器支持使用下面三种方式定义动作 Exec命令在容器内执行一次命令 ……lifecycle:postStart: exec:command:- cat- /tmp/healthy
……TCPSocket在当前容器尝试访问指定的socket …… lifecycle:postStart:tcpSocket:port: 8080
……HTTPGet在当前容器中向某url发起http请求 ……lifecycle:postStart:httpGet:path: / #URI地址port: 80 #端口号host: 192.168.109.100 #主机地址scheme: HTTP #支持的协议http或者https
……接下来以exec方式为例演示下钩子函数的使用创建pod-hook-exec.yaml文件内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-hook-execnamespace: dev
spec:containers:- name: main-containerimage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80lifecycle:postStart: exec: # 在容器启动的时候执行一个命令修改掉nginx的默认首页内容command: [/bin/sh, -c, echo postStart... /usr/share/nginx/html/index.html]preStop:exec: # 在容器停止之前停止nginx服务command: [/usr/sbin/nginx,-s,quit]# 创建pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-hook-exec.yaml
pod/pod-hook-exec created# 查看pod
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-hook-exec -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
pod-hook-exec 1/1 Running 0 29s 10.244.2.48 node2 # 访问pod
[rootmaster ~]# curl 10.244.2.48
postStart...容器探测
容器探测用于检测容器中的应用实例是否正常工作是保障业务可用性的一种传统机制。如果经过探测实例的状态不符合预期那么kubernetes就会把该问题实例 摘除 不承担业务流量。kubernetes提供了两种探针来实现容器探测分别是 liveness probes存活性探针用于检测应用实例当前是否处于正常运行状态如果不是k8s会重启容器 readiness probes就绪性探针用于检测应用实例当前是否可以接收请求如果不能k8s不会转发流量 livenessProbe 决定是否重启容器readinessProbe 决定是否将请求转发给容器。 上面两种探针目前均支持三种探测方式 Exec命令在容器内执行一次命令如果命令执行的退出码为0则认为程序正常否则不正常 ……livenessProbe:exec:command:- cat- /tmp/healthy
……TCPSocket将会尝试访问一个用户容器的端口如果能够建立这条连接则认为程序正常否则不正常 …… livenessProbe:tcpSocket:port: 8080
……HTTPGet调用容器内Web应用的URL如果返回的状态码在200和399之间则认为程序正常否则不正常 ……livenessProbe:httpGet:path: / #URI地址port: 80 #端口号host: 127.0.0.1 #主机地址scheme: HTTP #支持的协议http或者https
……下面以liveness probes为例做几个演示
方式一Exec
创建pod-liveness-exec.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-execnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports: - name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:exec:command: [/bin/cat,/tmp/hello.txt] # 执行一个查看文件的命令创建pod观察效果
# 创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-liveness-exec.yaml
pod/pod-liveness-exec created# 查看Pod详情
[rootmaster ~]# kubectl describe pods pod-liveness-exec -n dev
......Normal Created 20s (x2 over 50s) kubelet, node1 Created container nginxNormal Started 20s (x2 over 50s) kubelet, node1 Started container nginxNormal Killing 20s kubelet, node1 Container nginx failed liveness probe, will be restartedWarning Unhealthy 0s (x5 over 40s) kubelet, node1 Liveness probe failed: cat: cant open /tmp/hello11.txt: No such file or directory# 观察上面的信息就会发现nginx容器启动之后就进行了健康检查
# 检查失败之后容器被kill掉然后尝试进行重启这是重启策略的作用后面讲解
# 稍等一会之后再观察pod信息就可以看到RESTARTS不再是0而是一直增长
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-liveness-exec -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-liveness-exec 0/1 CrashLoopBackOff 2 3m19s# 当然接下来可以修改成一个存在的文件比如/tmp/hello.txt再试结果就正常了......方式二TCPSocket
创建pod-liveness-tcpsocket.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-tcpsocketnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports: - name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:tcpSocket:port: 8080 # 尝试访问8080端口创建pod观察效果
# 创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-liveness-tcpsocket.yaml
pod/pod-liveness-tcpsocket created# 查看Pod详情
[rootmaster ~]# kubectl describe pods pod-liveness-tcpsocket -n dev
......Normal Scheduled 31s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-liveness-tcpsocket to node2Normal Pulled invalid kubelet, node2 Container image nginx:1.17.1 already present on machineNormal Created invalid kubelet, node2 Created container nginxNormal Started invalid kubelet, node2 Started container nginxWarning Unhealthy invalid (x2 over invalid) kubelet, node2 Liveness probe failed: dial tcp 10.244.2.44:8080: connect: connection refused# 观察上面的信息发现尝试访问8080端口,但是失败了
# 稍等一会之后再观察pod信息就可以看到RESTARTS不再是0而是一直增长
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-liveness-tcpsocket -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-liveness-tcpsocket 0/1 CrashLoopBackOff 2 3m19s# 当然接下来可以修改成一个可以访问的端口比如80再试结果就正常了......方式三HTTPGet
创建pod-liveness-httpget.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-httpgetnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:httpGet: # 其实就是访问http://127.0.0.1:80/hello scheme: HTTP #支持的协议http或者httpsport: 80 #端口号path: /hello #URI地址创建pod观察效果
# 创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-liveness-httpget.yaml
pod/pod-liveness-httpget created# 查看Pod详情
[rootmaster ~]# kubectl describe pod pod-liveness-httpget -n dev
.......Normal Pulled 6s (x3 over 64s) kubelet, node1 Container image nginx:1.17.1 already present on machineNormal Created 6s (x3 over 64s) kubelet, node1 Created container nginxNormal Started 6s (x3 over 63s) kubelet, node1 Started container nginxWarning Unhealthy 6s (x6 over 56s) kubelet, node1 Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404Normal Killing 6s (x2 over 36s) kubelet, node1 Container nginx failed liveness probe, will be restarted# 观察上面信息尝试访问路径但是未找到,出现404错误
# 稍等一会之后再观察pod信息就可以看到RESTARTS不再是0而是一直增长
[rootmaster ~]# kubectl get pod pod-liveness-httpget -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-liveness-httpget 1/1 Running 5 3m17s# 当然接下来可以修改成一个可以访问的路径path比如/再试结果就正常了...... 至此已经使用liveness Probe演示了三种探测方式但是查看livenessProbe的子属性会发现除了这三种方式还有一些其他的配置在这里一并解释下
[rootmaster ~]# kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe
FIELDS:exec Object tcpSocket ObjecthttpGet ObjectinitialDelaySeconds integer # 容器启动后等待多少秒执行第一次探测timeoutSeconds integer # 探测超时时间。默认1秒最小1秒periodSeconds integer # 执行探测的频率。默认是10秒最小1秒failureThreshold integer # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1successThreshold integer # 连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1下面稍微配置两个演示下效果即可
[rootmaster ~]# more pod-liveness-httpget.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-liveness-httpgetnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:httpGet:scheme: HTTPport: 80 path: /initialDelaySeconds: 30 # 容器启动后30s开始探测timeoutSeconds: 5 # 探测超时时间为5s重启策略
在上一节中一旦容器探测出现了问题kubernetes就会对容器所在的Pod进行重启其实这是由pod的重启策略决定的pod的重启策略有 3 种分别如下
Always 容器失效时自动重启该容器这也是默认值。OnFailure 容器终止运行且退出码不为0时重启Never 不论状态为何都不重启该容器
重启策略适用于pod对象中的所有容器首次需要重启的容器将在其需要时立即进行重启随后再次需要重启的操作将由kubelet延迟一段时间后进行且反复的重启操作的延迟时长以此为10s、20s、40s、80s、160s和300s300s是最大延迟时长。
创建pod-restartpolicy.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-restartpolicynamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- name: nginx-portcontainerPort: 80livenessProbe:httpGet:scheme: HTTPport: 80path: /hellorestartPolicy: Never # 设置重启策略为Never运行Pod测试
# 创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-restartpolicy.yaml
pod/pod-restartpolicy created# 查看Pod详情发现nginx容器失败
[rootmaster ~]# kubectl describe pods pod-restartpolicy -n dev
......Warning Unhealthy 15s (x3 over 35s) kubelet, node1 Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404Normal Killing 15s kubelet, node1 Container nginx failed liveness probe# 多等一会再观察pod的重启次数发现一直是0并未重启
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-restartpolicy -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-restartpolicy 0/1 Running 0 5min42sPod调度
在默认情况下一个Pod在哪个Node节点上运行是由Scheduler组件采用相应的算法计算出来的这个过程是不受人工控制的。但是在实际使用中这并不满足的需求因为很多情况下我们想控制某些Pod到达某些节点上那么应该怎么做呢这就要求了解kubernetes对Pod的调度规则kubernetes提供了四大类调度方式
自动调度运行在哪个节点上完全由Scheduler经过一系列的算法计算得出定向调度NodeName、NodeSelector亲和性调度NodeAffinity、PodAffinity、PodAntiAffinity污点容忍调度Taints、Toleration
定向调度
定向调度指的是利用在pod上声明nodeName或者nodeSelector以此将Pod调度到期望的node节点上。注意这里的调度是强制的这就意味着即使要调度的目标Node不存在也会向上面进行调度只不过pod运行失败而已。
NodeName
NodeName用于强制约束将Pod调度到指定的Name的Node节点上。这种方式其实是直接跳过Scheduler的调度逻辑直接将Pod调度到指定名称的节点。
接下来实验一下创建一个pod-nodename.yaml文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nodenamenamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1nodeName: node1 # 指定调度到node1节点上#创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodename.yaml
pod/pod-nodename created#查看Pod调度到NODE属性确实是调度到了node1节点上
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-nodename -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodename 1/1 Running 0 56s 10.244.1.87 node1 ...... # 接下来删除pod修改nodeName的值为node3并没有node3节点
[rootmaster ~]# kubectl delete -f pod-nodename.yaml
pod pod-nodename deleted
[rootmaster ~]# vim pod-nodename.yaml
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodename.yaml
pod/pod-nodename created#再次查看发现已经向Node3节点调度但是由于不存在node3节点所以pod无法正常运行
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-nodename -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodename 0/1 Pending 0 6s none node3 ...... NodeSelector
NodeSelector用于将pod调度到添加了指定标签的node节点上。它是通过kubernetes的label-selector机制实现的也就是说在pod创建之前会由scheduler使用MatchNodeSelector调度策略进行label匹配找出目标node然后将pod调度到目标节点该匹配规则是强制约束。
接下来实验一下
1 首先分别为node节点添加标签
[rootmaster ~]# kubectl label nodes node1 nodeenvpro
node/node2 labeled
[rootmaster ~]# kubectl label nodes node2 nodeenvtest
node/node2 labeled2 创建一个pod-nodeselector.yaml文件并使用它创建Pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nodeselectornamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1nodeSelector: nodeenv: pro # 指定调度到具有nodeenvpro标签的节点上#创建Pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodeselector.yaml
pod/pod-nodeselector created#查看Pod调度到NODE属性确实是调度到了node1节点上
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-nodeselector -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodeselector 1/1 Running 0 47s 10.244.1.87 node1 ......# 接下来删除pod修改nodeSelector的值为nodeenv: xxxx不存在打有此标签的节点
[rootmaster ~]# kubectl delete -f pod-nodeselector.yaml
pod pod-nodeselector deleted
[rootmaster ~]# vim pod-nodeselector.yaml
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodeselector.yaml
pod/pod-nodeselector created#再次查看发现pod无法正常运行,Node的值为none
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
pod-nodeselector 0/1 Pending 0 2m20s none none# 查看详情,发现node selector匹配失败的提示
[rootmaster ~]# kubectl describe pods pod-nodeselector -n dev
.......
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Warning FailedScheduling unknown default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didnt match node selector.Warning FailedScheduling unknown default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didnt match node selector.亲和性调度
上一节介绍了两种定向调度的方式使用起来非常方便但是也有一定的问题那就是如果没有满足条件的Node那么Pod将不会被运行即使在集群中还有可用Node列表也不行这就限制了它的使用场景。
基于上面的问题kubernetes还提供了一种亲和性调度Affinity。它在NodeSelector的基础之上的进行了扩展可以通过配置的形式实现优先选择满足条件的Node进行调度如果没有也可以调度到不满足条件的节点上使调度更加灵活。
Affinity主要分为三类 nodeAffinity(node亲和性: 以node为目标解决pod可以调度到哪些node的问题 podAffinity(pod亲和性) : 以pod为目标解决pod可以和哪些已存在的pod部署在同一个拓扑域中的问题 podAntiAffinity(pod反亲和性) : 以pod为目标解决pod不能和哪些已存在pod部署在同一个拓扑域中的问题 关于亲和性(反亲和性)使用场景的说明 亲和性如果两个应用频繁交互那就有必要利用亲和性让两个应用的尽可能的靠近这样可以减少因网络通信而带来的性能损耗。 反亲和性当应用的采用多副本部署时有必要采用反亲和性让各个应用实例打散分布在各个node上这样可以提高服务的高可用性。 NodeAffinity
首先来看一下NodeAffinity的可配置项
pod.spec.affinity.nodeAffinityrequiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution Node节点必须满足指定的所有规则才可以相当于硬限制nodeSelectorTerms 节点选择列表matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)key 键values 值operator 关系符 支持Exists, DoesNotExist, In, NotIn, Gt, LtpreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 优先调度到满足指定的规则的Node相当于软限制 (倾向)preference 一个节点选择器项与相应的权重相关联matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)key 键values 值operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist, Gt, Ltweight 倾向权重在范围1-100。关系符的使用说明:- matchExpressions:- key: nodeenv # 匹配存在标签的key为nodeenv的节点operator: Exists- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value是xxx或yyy的节点operator: Invalues: [xxx,yyy]- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value大于xxx的节点operator: Gtvalues: xxx接下来首先演示一下requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution ,
创建pod-nodeaffinity-required.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nodeaffinity-requirednamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1affinity: #亲和性设置nodeAffinity: #设置node亲和性requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制nodeSelectorTerms:- matchExpressions: # 匹配env的值在[xxx,yyy]中的标签- key: nodeenvoperator: Invalues: [xxx,yyy]# 创建pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodeaffinity-required.yaml
pod/pod-nodeaffinity-required created# 查看pod状态 运行失败
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-nodeaffinity-required -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodeaffinity-required 0/1 Pending 0 16s none none ......# 查看Pod的详情
# 发现调度失败提示node选择失败
[rootmaster ~]# kubectl describe pod pod-nodeaffinity-required -n dev
......Warning FailedScheduling unknown default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didnt match node selector.Warning FailedScheduling unknown default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didnt match node selector.#接下来停止pod
[rootmaster ~]# kubectl delete -f pod-nodeaffinity-required.yaml
pod pod-nodeaffinity-required deleted# 修改文件将values: [xxx,yyy]------ [pro,yyy]
[rootmaster ~]# vim pod-nodeaffinity-required.yaml# 再次启动
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodeaffinity-required.yaml
pod/pod-nodeaffinity-required created# 此时查看发现调度成功已经将pod调度到了node1上
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-nodeaffinity-required -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodeaffinity-required 1/1 Running 0 11s 10.244.1.89 node1 ......接下来再演示一下requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution ,
创建pod-nodeaffinity-preferred.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-nodeaffinity-preferrednamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1affinity: #亲和性设置nodeAffinity: #设置node亲和性preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 软限制- weight: 1preference:matchExpressions: # 匹配env的值在[xxx,yyy]中的标签(当前环境没有)- key: nodeenvoperator: Invalues: [xxx,yyy]# 创建pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-nodeaffinity-preferred.yaml
pod/pod-nodeaffinity-preferred created# 查看pod状态 运行成功
[rootmaster ~]# kubectl get pod pod-nodeaffinity-preferred -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-nodeaffinity-preferred 1/1 Running 0 40sNodeAffinity规则设置的注意事项1 如果同时定义了nodeSelector和nodeAffinity那么必须两个条件都得到满足Pod才能运行在指定的Node上2 如果nodeAffinity指定了多个nodeSelectorTerms那么只需要其中一个能够匹配成功即可3 如果一个nodeSelectorTerms中有多个matchExpressions 则一个节点必须满足所有的才能匹配成功4 如果一个pod所在的Node在Pod运行期间其标签发生了改变不再符合该Pod的节点亲和性需求则系统将忽略此变化PodAffinity
PodAffinity主要实现以运行的Pod为参照实现让新创建的Pod跟参照pod在一个区域的功能。
首先来看一下PodAffinity的可配置项
pod.spec.affinity.podAffinityrequiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 硬限制namespaces 指定参照pod的namespacetopologyKey 指定调度作用域labelSelector 标签选择器matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)key 键values 值operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist.matchLabels 指多个matchExpressions映射的内容preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 软限制podAffinityTerm 选项namespaces topologyKeylabelSelectormatchExpressions key 键values 值operatormatchLabels weight 倾向权重在范围1-100topologyKey用于指定调度时作用域,例如:如果指定为kubernetes.io/hostname那就是以Node节点为区分范围如果指定为beta.kubernetes.io/os,则以Node节点的操作系统类型来区分接下来演示下requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution,
1首先创建一个参照Podpod-podaffinity-target.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-podaffinity-targetnamespace: devlabels:podenv: pro #设置标签
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1nodeName: node1 # 将目标pod名确指定到node1上# 启动目标pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-target.yaml
pod/pod-podaffinity-target created# 查看pod状况
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-podaffinity-target -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-podaffinity-target 1/1 Running 0 4s2创建pod-podaffinity-required.yaml内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-podaffinity-requirednamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1affinity: #亲和性设置podAffinity: #设置pod亲和性requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制- labelSelector:matchExpressions: # 匹配env的值在[xxx,yyy]中的标签- key: podenvoperator: Invalues: [xxx,yyy]topologyKey: kubernetes.io/hostname上面配置表达的意思是新Pod必须要与拥有标签nodeenvxxx或者nodeenvyyy的pod在同一Node上显然现在没有这样pod接下来运行测试一下。
# 启动pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-required.yaml
pod/pod-podaffinity-required created# 查看pod状态发现未运行
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-podaffinity-required -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-podaffinity-required 0/1 Pending 0 9s# 查看详细信息
[rootmaster ~]# kubectl describe pods pod-podaffinity-required -n dev
......
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Warning FailedScheduling unknown default-scheduler 0/3 nodes are available: 2 node(s) didnt match pod affinity rules, 1 node(s) had taints that the pod didnt tolerate.# 接下来修改 values: [xxx,yyy]-----values:[pro,yyy]
# 意思是新Pod必须要与拥有标签nodeenvxxx或者nodeenvyyy的pod在同一Node上
[rootmaster ~]# vim pod-podaffinity-required.yaml# 然后重新创建pod查看效果
[rootmaster ~]# kubectl delete -f pod-podaffinity-required.yaml
pod pod-podaffinity-required deleted
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-required.yaml
pod/pod-podaffinity-required created# 发现此时Pod运行正常
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-podaffinity-required -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
pod-podaffinity-required 1/1 Running 0 6s none关于PodAffinity的 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution这里不再演示。
PodAntiAffinity
PodAntiAffinity主要实现以运行的Pod为参照让新创建的Pod跟参照pod不在一个区域中的功能。
它的配置方式和选项跟PodAffinty是一样的这里不再做详细解释直接做一个测试案例。
1继续使用上个案例中目标pod
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE LABELS
pod-podaffinity-required 1/1 Running 0 3m29s 10.244.1.38 node1 none
pod-podaffinity-target 1/1 Running 0 9m25s 10.244.1.37 node1 podenvpro2创建pod-podantiaffinity-required.yaml内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-podantiaffinity-requirednamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1affinity: #亲和性设置podAntiAffinity: #设置pod亲和性requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制- labelSelector:matchExpressions: # 匹配podenv的值在[pro]中的标签- key: podenvoperator: Invalues: [pro]topologyKey: kubernetes.io/hostname上面配置表达的意思是新Pod必须要与拥有标签nodeenvpro的pod不在同一Node上运行测试一下。
# 创建pod
[rootmaster ~]# kubectl create -f pod-podantiaffinity-required.yaml
pod/pod-podantiaffinity-required created# 查看pod
# 发现调度到了node2上
[rootmaster ~]# kubectl get pods pod-podantiaffinity-required -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ..
pod-podantiaffinity-required 1/1 Running 0 30s 10.244.1.96 node2 ..污点和容忍
污点Taints
前面的调度方式都是站在Pod的角度上通过在Pod上添加属性来确定Pod是否要调度到指定的Node上其实我们也可以站在Node的角度上通过在Node上添加污点属性来决定是否允许Pod调度过来。
Node被设置上污点之后就和Pod之间存在了一种相斥的关系进而拒绝Pod调度进来甚至可以将已经存在的Pod驱逐出去。
污点的格式为keyvalue:effect, key和value是污点的标签effect描述污点的作用支持如下三个选项
PreferNoSchedulekubernetes将尽量避免把Pod调度到具有该污点的Node上除非没有其他节点可调度NoSchedulekubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上但不会影响当前Node上已存在的PodNoExecutekubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上同时也会将Node上已存在的Pod驱离 使用kubectl设置和去除污点的命令示例如下
# 设置污点
kubectl taint nodes node1 keyvalue:effect# 去除污点
kubectl taint nodes node1 key:effect-# 去除所有污点
kubectl taint nodes node1 key-接下来演示下污点的效果
准备节点node1为了演示效果更加明显暂时停止node2节点为node1节点设置一个污点: tagheima:PreferNoSchedule然后创建pod1( pod1 可以 )修改为node1节点设置一个污点: tagheima:NoSchedule然后创建pod2( pod1 正常 pod2 失败 )修改为node1节点设置一个污点: tagheima:NoExecute然后创建pod3 ( 3个pod都失败 )
# 为node1设置污点(PreferNoSchedule)
[rootmaster ~]# kubectl taint nodes node1 tagheima:PreferNoSchedule# 创建pod1
[rootmaster ~]# kubectl run taint1 --imagenginx:1.17.1 -n dev
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
taint1-7665f7fd85-574h4 1/1 Running 0 2m24s 10.244.1.59 node1 # 为node1设置污点(取消PreferNoSchedule设置NoSchedule)
[rootmaster ~]# kubectl taint nodes node1 tag:PreferNoSchedule-
[rootmaster ~]# kubectl taint nodes node1 tagheima:NoSchedule# 创建pod2
[rootmaster ~]# kubectl run taint2 --imagenginx:1.17.1 -n dev
[rootmaster ~]# kubectl get pods taint2 -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
taint1-7665f7fd85-574h4 1/1 Running 0 2m24s 10.244.1.59 node1
taint2-544694789-6zmlf 0/1 Pending 0 21s none none # 为node1设置污点(取消NoSchedule设置NoExecute)
[rootmaster ~]# kubectl taint nodes node1 tag:NoSchedule-
[rootmaster ~]# kubectl taint nodes node1 tagheima:NoExecute# 创建pod3
[rootmaster ~]# kubectl run taint3 --imagenginx:1.17.1 -n dev
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED
taint1-7665f7fd85-htkmp 0/1 Pending 0 35s none none none
taint2-544694789-bn7wb 0/1 Pending 0 35s none none none
taint3-6d78dbd749-tktkq 0/1 Pending 0 6s none none none 小提示使用kubeadm搭建的集群默认就会给master节点添加一个污点标记,所以pod就不会调度到master节点上.容忍Toleration
上面介绍了污点的作用我们可以在node上添加污点用于拒绝pod调度上来但是如果就是想将一个pod调度到一个有污点的node上去这时候应该怎么做呢这就要使用到容忍。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8q6rbBPQ-1691505645136)(assets/image-20200514095913741.png)] 污点就是拒绝容忍就是忽略Node通过污点拒绝pod调度上去Pod通过容忍忽略拒绝 下面先通过一个案例看下效果
上一小节已经在node1节点上打上了NoExecute的污点此时pod是调度不上去的本小节可以通过给pod添加容忍然后将其调度上去
创建pod-toleration.yaml,内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-tolerationnamespace: dev
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1tolerations: # 添加容忍- key: tag # 要容忍的污点的keyoperator: Equal # 操作符value: heima # 容忍的污点的valueeffect: NoExecute # 添加容忍的规则这里必须和标记的污点规则相同# 添加容忍之前的pod
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED
pod-toleration 0/1 Pending 0 3s none none none # 添加容忍之后的pod
[rootmaster ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED
pod-toleration 1/1 Running 0 3s 10.244.1.62 node1 none 下面看一下容忍的详细配置:
[rootmaster ~]# kubectl explain pod.spec.tolerations
......
FIELDS:key # 对应着要容忍的污点的键空意味着匹配所有的键value # 对应着要容忍的污点的值operator # key-value的运算符支持Equal和Exists默认effect # 对应污点的effect空意味着匹配所有影响tolerationSeconds # 容忍时间, 当effect为NoExecute时生效表示pod在Node上的停留时间
