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黑暗模式

Pod ​

概述 ​

  Pod 是一组并置的容器，代表了 Kubernetes 中的基本构建模块。在实际应用中，我们不会直接使用 Pod 这种类型的模块，而是使用更高级的 ReplicationController、ReplicaSet、Deployment 这些资源。但是为了更好地理解 Kubernetes 的运行机制，我们还是要了解一下 Pod 的运行机制。

  以下是 Pod 的一些关键知识点：

  1. Pod 用于将多个密切相关的进程（容器）绑定在一起，并作为一个单元进行管理（如将 Sidecar 与微服务绑定在一起）。Pod 可以包含多个容器，也可以只包含一个容器。
  2. 当一个 Pod 包含多个容器时，这些容器总是运行于同一个工作节点（Node）上。
  3. 每个 Pod 都有独立的 IP 地址（内部地址），Pod 与 Pod 之间都能像在无 NAT 的平坦网络中一样相互通信，就像局域网（LAN）上的计算机一样。
  4. 扩容时，Pod 将作为最小的基础单元。

原理 ​

  Kubernetes 通过配置容器来让一个 Pod 内的所有容器共享相同的 Linux 命名空间（Network、UTS），从而让容器共享一些资源。因此每个进程注意不能绑定相同的端口号，否则会导致端口冲突。

准备工作 ​

  为了学习接下来的东西，需要先创建一个容器镜像。我们在本地机器（或另一台服务器上面），完成一个镜像的创建工作。镜像内容如下：

kubia
 ├── app.js
 └── Dockerfile
  • app.js
js
const http = require('http');
const os = require('os');

console.log("Kubernetes server starting...");

var handler = function(request, response) {
    console.log("Received request from " + request.connection.remoteAddress);

    response.writeHead(200);
    response.end("You've hit " + os.hostname() + "\n");
}

var www = http.createServer(handler);
www.listen(8080);
  • Dockerfile
dockerfile
FROM node:18
ADD app.js /app.js
ENTRYPOINT ["node", "app.js"]

  然后使用以下命令构建镜像并推送到 Registry。

bash
# 在 kubia 目录下，构建容器镜像
$ docker build -t deploy.cluster.k8s/kubia:1.0.0 .

# 推送到 Registry 供 Kubernetes 集群使用
$ docker push deploy.cluster.k8s/kubia:1.0.0

基础声明 ​

  创建 kubia-manual.yaml 文件，用于 Pod 的声明，内容如下：

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kubia-manual # Pod 的名称
  labels: # 为 Pod 添加两个标签
    creation_method: manual
    env: prod
spec:
  containers: # 容器所用的镜像
  - image: cluster.k8s/kubia
    name: kubia
    ports:
    - containerPort: 8080
      protocol: TCP

命令 ​

创建 Pod ​

bash
# 从 yaml 文件创建 Pod
$ kubectl create -f kubia-manual.yaml

# 得到运行中的 Pod 的完整 yaml 格式的定义
$ kubectl get po kubia-manual -o yaml

# 得到运行中的 Pod 的完整 json 格式的定义
$ kubectl get po kubia-manual -o json

查看 Pod ​

bash
# 查看 Pod 列表
$ kubectl get pods
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kubia-manual   1/1     Running   0          26s

# 查看 Pod 列表(显示其标签)
$ kubectl get po --show-labels
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
kubia-manual   1/1     Running   0          2s    creation_method=manual,env=prod

# 根据标签筛选 Pod
$ kubectl get po -l creation_method=manual
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kubia-manual   1/1     Running   0          101s

# 查看应用程序日志
$ kubectl logs kubia-manual

# 如果 Pod 中包含多个容器，则必须要指定容器
$ kubectl logs kubia-manual -c kubia

访问 Pod ​

  由于创建 Pod 时，Kubernetes 可能会随机挑选一个合适的节点去创建 Pod 实例，因此我们没有办法直接到找到该容器所在的节点并访问它。如果要访问 Pod，可以用创建 service，以方便在外部访问该 Pod。由于后面有一章节专门介绍 service，因此这里不打算使用 service，而是使用 Kubernetes 提供的端口转发功能。

bash
# 将本地的 8888 端口的请求转发到名为 kubia-manual 的 Pod 的 8080 端口
# 注意，本命令在启动后会一直阻塞到使用 ctrl + c 中断
$ kubectl port-forward kubia-manual 8888:8080
Forwarding from 127.0.0.1:8888 -> 8080

  另起一个终端窗口，通过 curl 访问 Pod。

bash
$ curl localhost:8888
You've hit kubia-manual

  下图可以用于表示上面的端口转发的过程：

将 Pod 调度到特定节点 ​

  Kubernetes 对运行在其上的应用程序隐藏实时的基础加构，因此我们不应该特别告诉 Kubernetes 必须将 Pod 调度到哪个节点上，而是告诉 Kubernetes 该 Pod 需要什么资源/特性，再由 Kuberntes 自行决定部署到哪个节点上。

  这种情况下，一般使用标签（Label）及选择器（Selector）来完成该功能。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kubia-manual # Pod 的名称
spec:
  nodeSelector:  # 节点选择器要求 Kubernetes 只将 Pod 部署到包含标签 gpu=true 的节点上
    gpu: "true"
  containers: # 容器所用的镜像
  - image: cluster.k8s/kubia
    name: kubia
    ports:
    - containerPort: 8080
      protocol: TCP

命名空间 ​

  通过命名空间，可以将 Pod 对象分割成完全独立且不重叠的组。命名空间是一种和其他资源一样的 Kubernetes 资源，因此可以通过将 YAML 文件提交到 Kubernetes API 服务器来创建资源。

  • custom-namespace.yaml
yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: custom-namespace

  然后就可以通过 kubectl create -f custom-namespace.yaml 命令提交文件到 Kubernetes API 服务器。也可以使用 kubectl create namespace custom-namespace 命令快速创建命名空间。

  如果想在指定的命名空间中创建资源，可以选择在 metadata 字段中添加一个 namespace: custom-namespace 属性，也可以在使用 kubectl create 命令创建资源时指定命名空间：

bash
$ kubectl create -f kubia-manual.yaml -n custom-namespace

  在查询、操作资源时，如果不指定命名空间，kubectl 将在当前上下文中配置的默认命名空间中执行操作。可以通过以下命令切换当前默认的命名空间

bash
$ kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace custom-namespace

提示，如果嫌弃上面的命令太长了，可以通过设置别名 alias kdc='kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace。然后就可以使用 kcd custom-namespace 在命令行里切换命名空间了。

在指定的 Pod 下面执行命令 ​

bash
$ kubectl exec kubia-7nog1 -- curl -s http://10.111.249.153

停止和删除 Pod ​

bash
# 根据名称删除 Pod
$ kubectl delete po kubia-manual

# 根据标签选择器删除 Pod
$ kubectl elete po -l creation_method=manual

# 通过删除整个命名空间来删除 Pod
$ kubectl delete ns custom-namespace

# 删除命名空间中所有的 Pod，但保留命名空间
$ kubectl kubect delete po -all

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