kubernetes系列教程(五)初识核心概念pod-创新互联
写在前面
前面的系列文章已介绍kubernetes架构,安装,升级和快速入门,读者通过文章的实操已对kubernetes已有初步的认识和理解,从本章开始逐步介绍kubernetes中的基础概念概念和核心概念,基础概念包括:namespace,labels,annotations,pods,volumes等;核心概念包含kubernetes中各种controller,包含以下几种:
为企业提供网站建设、做网站、网站优化、成都全网营销、竞价托管、品牌运营等营销获客服务。创新互联公司拥有网络营销运营团队,以丰富的互联网营销经验助力企业精准获客,真正落地解决中小企业营销获客难题,做到“让获客更简单”。自创立至今,成功用技术实力解决了企业“网站建设、网络品牌塑造、网络营销”三大难题,同时降低了营销成本,提高了有效客户转化率,获得了众多企业客户的高度认可!- 应用副本控制器有:Deployments,ReplicaSets,DaemonSets,StatefulSets;
- 批处理任务控制器Jobs和CronJob
- 存储控制器PersistentVoloume,PersistentVolumeClaim,StorageClass;
- 服务负载均衡Service,Ingress,NetworkPolicy和DNS名称解析;
配置和密钥ConfigMaps和Secrets
本文从最基础的概念pod开始讲解,后续逐步介绍应用部署,存储,负载均衡等相关的控制器,kubernetes内部由多个不同的控制器组成,每个控制器完成不同的功能。
1. 深入学习pod
1.1 Container介绍
容器是一种便携式,轻量级别的容器虚拟化技术,使用linux cggroup技术实现各种资源的隔离,如cpu,memory,pid,mount,IPC等,相比于虚拟化技术如KVM,容器技术更加轻量级,它的产生主要解决环境的环境发布的问题,目前主流的容器技术是docker,说到容器,一般都等同于docker。
要运行容器首先需要有镜像,应用和应用依赖的环境运行在容器中,在kubernetes中不会直接运行container,而是运行pod,一个pod里面包含多个container,container之间共享相同的namespace,network,storage等。镜像存储在私有镜像或者公有镜像中,运行时通过docker image pull的方式拉取到本地运行,images的拉取策略包含有两种:
- ImagePullPolicy为Always,不管本地是否有直接下载
- ImagePullPolicy为IfNotPresent,默认镜像拉取得策略,本地不存在再拉取
1.2 Pod概念介绍
Pods是kubernetes中最小的调度单位,Pods内运行一个或者多个container,container之间共享pod的网络ip资源,存储volume资源,计算等资源,方便pod内部的container之间能够实现快速的访问和交互。
如上图所示,Pod的使用方式通常包含两种:
- Pod中运行一个容器,最经常使用的模式,container封装在pod中调度,两者几乎等同,但k8s不直接管理容器
- Pod中运行多个容器,多个容器封装在pod中一起调度,适用于容器之间有数据交互和调用的场景,如app+redis,pod内部共享相同的网络命名空间,存储命名空间,进程命名空间等。
1.3 如何创建pod
kubernetes中通过定义生申明式的方式定义资源,即通过在yaml文件中定义所需的资源,kubernetes通过controller-manager按照yaml文件中定义的资源去生成所需的资源(match the current state to desired state)。通常在kubernetes中通过yaml文件的方式定义资源,然后通过kubectl create -f 文件.yaml的方式应用配置,如下演示创建一个nginx应用的操作。
1、编写yaml文件,定义一个pod资源
[root@node-1 demo]# cat nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-demo
labels:
name: nginx-demo
spec:
containers:
- name: nginx-demo
image: nginx:1.7.9
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: nginx-port-80
protocol: TCP
containerPort: 80
关于配置文件,说明如下:
- apiVersion api使用的版本,kubectl api-versions可查看到当前系统能支持的版本列表
- kind 指定资源类型,表示为Pod的资源类型
- metadata 指定Pod的元数据,metadata.name指定名称,metadata.labels指定Pod的所属的标签
- spec 指定Pod的模版属性,spec.containers配置容器的信息,spec.containers.name指定名字,spec.containers.image指定容器镜像的名称,spec.containers.imagePullPolicy是镜像的下载方式,IfNotPresent表示当镜像不存在时下载,spec.containers.ports.name指定port的名称,spec.containers.ports.protocol协议类型为TCP,spec.containers.ports.containerPort为容器端口。
2、创建pod应用
[root@node-1 demo]# kubectl apply -f nginx.yaml
pod/nginx-demo created
3、访问应用
获取容器的IP地址
[root@node-1 demo]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
demo-7b86696648-8bq7h 1/1 Running 0 8h 10.244.1.11 node-2
demo-7b86696648-8qp46 1/1 Running 0 8h 10.244.1.10 node-2
demo-7b86696648-d6hfw 1/1 Running 0 8h 10.244.1.12 node-2
nginx-demo 1/1 Running 0 50s 10.244.2.11 node-3
访问站点内容:
[root@node-1 demo]# curl http://10.244.2.11
Welcome to nginx!
Welcome to nginx!
If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.
For online documentation and support please refer to
nginx.org.
Commercial support is available at
nginx.com.
Thank you for using nginx.
前面我们我们学习过kubernetes支持滚动升级RollingUpdate,弹性扩容replicas等特性,如何给Pod做滚动升级保障业务不中断,如何提高Pod的副本个数保障高可用呢?答案是:不支持。Pod是单个,无法支持一些高级特性,高级特性需要通过高级的副本控制器如ReplicaSets,Deployments,StatefulSets,DaemonSets等才能支持。Pod在实际应用中很少用,除了测试和运行一些简单的功能外,实际使用建议使用Deployments代替,Pod的定义以Template的方式嵌入在副本控制器中。
2. 如何编写yaml文件
前面我们提到过kubernetse是申明式的方式部署应用,应用的部署都定义在yaml文件中来实现,如何来编写应用的yaml文件呢,下面我来分享两个世纪使用的技巧:
1、通过定义模版快速生成,kubectl create apps -o yaml --dry-run的方式生成,--dry-run仅仅是试运行,并不实际在k8s集群中运行,通过指定-o yaml输出yaml格式文件,生成后给基于模版修改即可,如下:
[root@node-1 demo]# kubectl create deployment demo --image=nginx:latest --dry-run -o yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: demo
name: demo
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: demo
strategy: {}
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: demo
spec:
containers:
- image: nginx:latest
name: nginx
resources: {}
status: {}
2、explain命令,explain命令堪称是语法查询器,可以查到每个字段的含义,使用说明和使用方式,如想要查看Pod的spec中containers其他支持的字段,可以通过kubectl explain Pod.spec.containers的方式查询,如下:
[root@node-1 demo]# kubectl explain Pods.spec.containers
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: containers <[]Object>
DESCRIPTION:
List of containers belonging to the pod. Containers cannot currently be
added or removed. There must be at least one container in a Pod. Cannot be
updated.
A single application container that you want to run within a pod.
FIELDS:
args <[]string> #命令参数
Arguments to the entrypoint. The docker image's CMD is used if this is not
provided. Variable references $(VAR_NAME) are expanded using the
container's environment. If a variable cannot be resolved, the reference in
the input string will be unchanged. The $(VAR_NAME) syntax can be escaped
with a double $$, ie: $$(VAR_NAME). Escaped references will never be
expanded, regardless of whether the variable exists or not. Cannot be
updated. More info:
https://kubernetes.io/docs/tasks/inject-data-application/define-command-argument-container/#running-a-command-in-a-shell
image #镜像定义
Docker image name. More info:
https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/images This field is
optional to allow higher level config management to default or override
container images in workload controllers like Deployments and StatefulSets.
ports <[]Object> #端口定义
List of ports to expose from the container. Exposing a port here gives the
system additional information about the network connections a container
uses, but is primarily informational. Not specifying a port here DOES NOT
prevent that port from being exposed. Any port which is listening on the
default "0.0.0.0" address inside a container will be accessible from the
network. Cannot be updated.
readinessProbe
关于explain内容解释说明
表示后面接一个字符串 - <[]Object> 表示后面是一个列表的对象,列表需要以-开始,且可以写多个
表示一个对象,对象内部包含多个属性
如继续上面的内容,如果需要查看resource资源定义,可以通过explain pods.spec.containers.resource来查看具体的使用方法。
通过上面两个工具的介绍,平时在日常工作中找到编写yaml文件部署应用的地图,建议手工多写几次,注意语法锁进,多写几次就熟悉了。Pod中设计到有很多的特性,如资源分配,健康检查,存储挂载等(参考附录文章),后续我们做详细介绍,Pod将以Template的方式嵌入到副本控制器如Deployments中。
4. 附录
容器镜像介绍:https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/images/
Pod介绍:https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod-overview/
Resource限定内存资源:https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/assign-memory-resource/
Resource限定CPU资源:https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/assign-cpu-resource/
Pod挂载存储:https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-volume-storage/
Pod配置健康检查:https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-probes/
当你的才华撑不起你的野心时,你就应该静下心来学习
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