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Kubernetes Pod

开发运维devops

2025-11-03

导读：Kubernetes Pod

一、Pod 介绍

每个Pod都有一个特殊的被称为“根容器”的Pause容器。Pause容器对应的镜像属于Kubernetes平台的一部分，除了Pause容器，每个Pod还包含一个或多个紧密相关的用户业务容器

为什么Kubernetes会设计出一个全新的Pod概念，并且有这样特殊的结构？

原因一：Pause容器作为Pod根容器，以它的状态代表整个容器组的状态

原因二： Pod里的多个业务容器共享Pause容器的IP，共享Pause容器挂接的Volume

Kubernetes为每个Pod分配唯一的IP的地址，称之为Pod IP，一个Pod里的多个容器共享Pod IP。Kubernetes要求底层网络支持集群内任意两个Pod之间的TCP/IP的直接通讯，采用虚拟二层网络技术来实现，一个Pod里的容器与另外主机上的Pod容器能够直接通信。

静态Pod & 普通Pod

普通的Pod:

普通Pod一旦被创建，就会被放入到etcd中存储，随后会被Kubernetes Master调度到某个具体的Node上并进行绑定(Binding),随后该Pod 被对应的Node上的kubelet进程实例化成一组相关的docker容器运行起来。

当Pod里的某个容器停止时，Kubernetes会自动检测到这个问题并且重新启动这个Pod (重启Pod里的所有容器)，如果Pod所在的Node宕机，则会将这个Node上所偶的Pod从新调度到其他节点上。

静态Pod (STaic Pod)
静态Pod不存放在Kubernetes的etcd存储里，而是存放在某个具体的Node上的文件中，并且只在此Node上启动运行。

静态Pod是由kubelet进行管理的仅存在于特定Node上的Pod。他们不能通过API Server进行管理，无法与ReplicationController(RC)、Deployment、或者DaemonSet进行关联，并且kubelet也无法对它们进行健康检查。静态Pod总是由kubelet进行创建的，并且总是在kubelet所在的Node上运行的

创建静态Pod有两种方式：配置文件方式和HTTP方式

1.配置文件方式

首先，需要设置kubelet的启动参数"config"，指定kubelet需要监控的配置文件所在的目录，kubelet会定期扫描该目录，并根据该目录中的*.yaml或*.json文件进行创建操作

部署静态Pod

1.选择一个节点来运行静态pod

[root@abcdocker ~] $ ssh master

2.选择一个目录，例如/etc/kubelet.d，把web服务器的pod定义文件放在这个目录下，例如/etc/kubelet.d/static-web.yaml:

[root@my-node1 ~] $ mkdir /etc/kubelet.d/[root@my-node1 ~] $ cat <<EOF >/etc/kubelet.d/static-web.yamlapiVersion: v1kind: Podmetadata:  name: static-web  labels:    role: myrolespec:  containers:    - name: web      image: nginx      ports:        - name: web          containerPort: 80          protocol: TCPEOF

3.配置节点上的kubelet使用这个目录，kubelet启动时增加--pod-manifest-path=/etc/kubelet.d/参数。如果是Fedora系统，在Kubelet配置文件/etc/kubernetes/kubelet中添加下面这行：

...KUBELET_ARGS="--cluster-dns=10.254.0.10 --cluster-domain=kube.local --pod-manifest-path=/etc/kubelet.d/"...

4.重启kubelet

[root@abcdocker ~] systemctl restart kubelet

提示：由于Pod无法通过API Server直接进行管理，所以Master节点尝试删除这个Pod，将会使其状态变成Pending状态，且不会被删除。

2.使用HTTP方式这里不再介绍了，有兴趣的可以去官方文档下面看一下 https://kubernetes.io/cn/docs/tasks/administer-cluster/static-pod/

Endpoint

Pod的IP加上这里的容器端口(container Port)，就组成了一个全新的概念---Endpoint 它代表着此Pod里的一个服务进程的对外通讯地址。一个Pod也存在着多个Endpoint的情况，比如我们把Tomcat定义为一个Pod时，可以对外暴露端口与服务端口这两个Endpoint

Event

Event是一个事件的记录，记录事件的最早生成时间、最后重现时间、重复次数、发起者、类型，以及导致此事件的原因等众多信息。Event通常会关联到某个具体的资源上，是排查故障的重要参考，Node描述信息包含了Event，而Pod同样有Event记录。

当我们发现某个Pod迟迟无法创建时，我们就可以用kubectl describe pod [Pod名称]来查看，定位问题

演示：

$ 使用kubectl get pod 可以查到当前Pod数[root@master ~]# kubectl get podNAME                                READY     STATUS              RESTARTS   AGEnginx-deployment-5c6b9976cc-2qbkr   0/1       ContainerCreating   0          14snginx-deployment-5c6b9976cc-bqtvp   0/1       ContainerCreating   0          14snginx-deployment-5c6b9976cc-ttdrz   0/1       ContainerCreating   0          14s
$ 使用kubetctl describe pod [Pod名称]可以看到Pod详细信息[root@master ~]# kubectl describe pod nginx-deployment-5c6b9976cc-2qbkr
Events:  Type     Reason                  Age               From               Message  ----     ------                  ----              ----               -------  Normal   Scheduled               35s               default-scheduler  Successfully assigned default/nginx-deployment-5c6b9976cc-2qbkr to master  Warning  FailedCreatePodSandBox  6s (x2 over 28s)  kubelet, master    Failed create pod sandbox: rpc error: code = Unknown desc = failed pulling image "gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0": Error response from daemon: Get https://gcr.io/v1/_ping: dial tcp 74.125.203.82:443: getsockopt: connection timed out

一个完整的Pod，正常创建没有错误如下

$ 显示一个Pod完整信息[root@master ~]# kubectl describe pod tomcat-6755d5587c-nfjst Name:           tomcat-6755d5587c-nfjstNamespace:      defaultNode:           master/192.168.60.24Start Time:     Wed, 18 Jul 2018 16:29:37 +0800Labels:         app=abcdocker                pod-template-hash=2311811437Annotations:    <none>Status:         RunningIP:             172.17.0.2Controlled By:  ReplicaSet/tomcat-6755d5587cContainers:  tomcat:    Container ID:   docker://415acd35b6d4ed3effd26e2d9a958a56e83619243b0216690e0573a6c079bf1f    Image:          daocloud.io/library/tomcat    Image ID:       docker-pullable://daocloud.io/library/tomcat@sha256:1c39cc2e882b4169199888    Port:           80/TCP    Host Port:      0/TCP    State:          Running      Started:      Wed, 18 Jul 2018 16:33:18 +0800    Ready:          True    Restart Count:  0    Environment:    <none>    Mounts:      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-cbkfr (ro)Conditions:  Type              Status  Initialized       True   Ready             True   ContainersReady   True   PodScheduled      True Volumes:  default-token-cbkfr:    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)    SecretName:  default-token-cbkfr    Optional:    falseQoS Class:       BestEffortNode-Selectors:  <none>Tolerations:     <none>Events:          <none>

二、Pod基本用法

Pod的基本用法为：Pod 可以创建一个或多个容器组合而成

创建一个名为nginx-deployment的Pod只由一个容器组成apiVersion: apps/v1beta2kind: Deploymentmetadata:  name: nginx-deploymentspec:  replicas: 5  selector:    matchLabels:      app: nginx  template:    metadata:      labels:        app: nginx    spec:      containers:      - name: nginx   ##容器名称        image: daocloud.io/library/nginx:1.13.0-alpine  #镜像地址        imagePullPolicy: IfNotPresent        ports:        - containerPort: 80

另一种场景，当nginx容器和tomcat容器应用为紧耦合的关系，应该组合成一个整体对外提供服务时，应将这两个容器打包为一个Pod

配置nginx和tomcat yaml文件如下

[root@master test]# cat abcdocker.yamlapiVersion: apps/v1beta2kind: Deploymentmetadata:  name: abcdocker-podspec:  replicas: 1  selector:    matchLabels:      app: test  template:    metadata:      labels:        app: test    spec:      containers:      - name: abcdocker-nginx-docker        image: daocloud.io/library/nginx:1.13.0-alpine        imagePullPolicy: IfNotPresent        ports:        - containerPort: 80      - name: abcdocker-tomcat-docker        image: daocloud.io/library/tomcat:8.5.21-jre8-alpine        imagePullPolicy: IfNotPresent        ports:        - containerPort: 8080
[root@master test]# kubectl create -f abcdocker.yaml

查看Pod运行状态

我们可以看到READY信息为2/2，表示Pod中的两个容器都成功运行了 (状态Running)

我们可以在master上查看docker上的容器

查看Pod的详细信息，我们可以看到两个容器的定义及创建的过程 Event信息事件

[root@master ~]# kubectl describe pod abcdocker-pod-dc6b86f8d-7tjwpName:           abcdocker-pod-dc6b86f8d-7tjwpNamespace:      defaultNode:           master/192.168.60.24Start Time:     Fri, 31 Aug 2018 11:06:02 +0800Labels:         app=test                pod-template-hash=872642948Annotations:    <none>Status:         RunningIP:             172.16.219.106Controlled By:  ReplicaSet/abcdocker-pod-dc6b86f8dContainers:  abcdocker-nginx-docker:  ## 容器名称    Container ID:   docker://63d038a53c613e0dfdb62df957035f0ab54cc5428461c33f9cbcee0118815619    Image:          daocloud.io/library/nginx:1.13.0-alpine   ##容器镜像    Image ID:       docker-pullable://daocloud.io/library/nginx@sha256:5c36f962c506c379bd63884976489c9c5e700c1496a6e8ea13dc404b1d258f76    Port:           80/TCP    Host Port:      0/TCP    State:          Running      Started:      Fri, 31 Aug 2018 11:06:17 +0800    Ready:          True    Restart Count:  0    Environment:    <none>    Mounts:      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-c6m5g (ro)  abcdocker-tomcat-docker:      Container ID:   docker://42e0e6ee79860c5dac6a9103c549bd47422e8044f2c57046f6ad4dcca346f743    Image:          daocloud.io/library/tomcat:8.5.21-jre8-alpine    Image ID:       docker-pullable://daocloud.io/library/tomcat@sha256:96a11198cf980995e61d906ba65b1c86934ffc4c7e9381157d2aebd8981a4480    Port:           8080/TCP    Host Port:      0/TCP    State:          Running      Started:      Fri, 31 Aug 2018 11:07:20 +0800    Ready:          True    Restart Count:  0    Environment:    <none>    Mounts:      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-c6m5g (ro)Conditions:  Type              Status  Initialized       True  Ready             True  ContainersReady   True  PodScheduled      TrueVolumes:  default-token-c6m5g:    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)    SecretName:  default-token-c6m5g    Optional:    falseQoS Class:       BestEffortNode-Selectors:  <none>Tolerations:     <none>Events:          <none>

三、Pod的配置管理 ConfigMap

应用部署的一个最佳实践是将应用所需的配置信息与程序进行分离，这样可以使得应用程序被更好地复用，通过不同的配置也能实现灵活的功能。将应用打包为容器镜像后，可以通过环境变量或者外挂文件的方式在创建容器时进行配置注入，但在大规模容器集群中，对多个容器进行不同的配置将变得非常复杂。从kubernetes1.2开始提供了一套同意的应用配置管理方案----ConfigMap（资源对象）

ConfigMap概述

ConfigMap供容器使用的典型用法如下生成为容器内的环境变量设置容器的启动命令的启动参数 (需要设置为环境变量）

以Volume的形式挂载为容器内部的文件或目录

ConfigMap以一个或多个key:value的形式保存在Kubernetes系统中供应用使用，既可以用于表示一个变量的值(例如apploglevel=info)，也可以用于表示一个完整配置文件的内容(server.xml=..)

可以通过yaml配置文件或者直接使用kubectl create configmap来创建ConfigMap

创建ConfigMap

创建ConfigMap的方式有4种：

通过直接在命令行中指定configmap参数创建，即--from-literal

通过指定文件创建，即将一个配置文件创建为一个ConfigMap--from-file=<文件>通过指定目录创建，即将一个目录下的所有配置文件创建为一个ConfigMap，--from-file=<目录>

事先写好标准的configmap的yaml文件，然后kubectl create -f 创建

1、使用yaml文件创建ConfigMap

==演示： 通过定义yaml配置文件方式创建ConfigMap==

cat > configmap-test.yaml << EOFapiVersion: v1kind: ConfigMapmetadata:  name: test-configmapdata:  key1: abcdocker1  keydir: /var/dataEOF
# name: configmap名称data.key1: key1 对应的值data.keydir: keydir对应的挂载目录

创建并查看Configmap[root@master configmap]# kubectl create -f configmap-test.yamlconfigmap/test-configmap created[root@master configmap]# kubectl get configmapsNAME             DATA      AGEtest-configmap   2         5s# 这里我们可以看到创建了2个data的数据，就是我们上面定义的

查看创建好的configMap[root@master configmap]# kubectl describe configmaps test-configmapName:         test-configmapNamespace:    defaultLabels:       <none>Annotations:  <none>
Data====key1:----abcdocker1keydir:----/var/dataEvents:  <none>
# Data下面是对应的我们上面定义的key和挂载的目录

2、使用--from-file参数创建ConfigMap

==演示： 通过--from-file参数从文件中进行创建，可以指定key的名称，也可以在一个命令行中创建多个key的ConfigMap==

语法格式kubectl create configmap Name --from-file=[key=]source --from-file=[key=]source

例：当前目录下含有配置文件server.xml，可以创建一个包含该文件内容的ConfigMap

kubectl create configmap test-server.xml --from-file=server.xml

例：当前configfiles下有2个配置文件，创建一个configmap包含2个文件内容

kubectl create configmap two-conf --from-file=configfiles

3、使用--from-literal创建ConfigMap

==使用--from-literal参数进行创建的示例如下：==

kubectl create configmap test-configmap --from-literal=loglevel=info --from-literal=appdatadir=/var/data
[root@master ~]# kubectl describe test-configmapName:         test-configmapNamespace:    defaultLabels:       <none>Annotations:  <none>
Data====appdatadir:     9 bytesloglevel:       4 bytes
Events:  <none>

容器应用对ConfigMap的使用有以下两种方法

1.通过环境变量获取ConfigMap中的内容

2.通过Volume挂载的方式将ConfigMap中的内容挂载为容器内部的文件或目录

Pod中使用ConfigMap

(1) 通过环境变量方式使用ConfigMap

首先我们需要创建ConfigMap

1.创建ConfigMap[root@master configmap]# cat configmap-test-1.yamlapiVersion: v1kind: ConfigMapmetadata:  name: abcdocker-configmapdata:  keyinfo: www.abcdocker.com  abcdockerDir: /var/data
kubectl create -f configmap-test-1.yaml

2.创建pod进行引用[root@master configmap]# cat configmap-pod.yamlapiVersion: v1kind: Podmetadata:  name: abcdocker-podspec:  containers:    - name: configmap-pod      image: busybox      command: [ "/bin/sh", "-c", "env | grep config" ]      env:        - name: configmapPod          valueFrom:            configMapKeyRef:              name: abcdocker-configmap              key: keyinfo        - name: configmapDir          valueFrom:            configMapKeyRef:              name: abcdocker-configmap              key: abcdockerDir  restartPolicy: Never
==================相关参数解释===================      env:        - name: configmapPod    ##定义环境变量名称          valueFrom:            #key "keyinfo对应的值"         configMapKeyRef:                     name: abcdocker-configmap     ##环境变量的值取自哪(上面创建的configmap名称)              key: keyinfo      #configmap里对应的key        - name: configmapDir          valueFrom:            configMapKeyRef:              name: abcdocker-configmap              key: abcdockerDir==================================================
kubectl create -f configmap-pod.yaml

查看我们创建好的configmap

验证

使用命令查看所有Pod[root@master configmap]# kubectl get pod --show-allFlag --show-all has been deprecated, will be removed in an upcoming releaseNAME                             READY     STATUS      RESTARTS   AGEabcdocker-pod                    0/1       Completed   0          3m

查看Pod日志

从kubernetes1.6开始，引用了一个新的字段envFrom实现Pod环境内将ConfigMap中所有定义的key=value自动生成为环境变量

[root@master configmap]# cat configmap-pod.yamlapiVersion: v1kind: Podmetadata:  name: abcdocker-podspec:  containers:    - name: configmap-pod      image: busybox      command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]      envFrom:      - configMapRef:          name: abcdocker-configmap  ##根据configmap中自动生成key=value环境变量  restartPolicy: Never

通过这个定义，在容器内部将会自动生成如下环境配置

需要说明的是，环境变量的名称手POSIX命名规范([a-zA-Z][a-zA-Z0-9])约束，不能以数字开头。如果包含非法字符，则系统将跳过该条环境变量的创建，并记录一个Event来描述环境变量无法生成，但不阻止Pod的启动

(2) 通过volumeMount使用ConfigMap

在本例子中包含了1个配置文件的定义 server.xml

1.创建ConfigMap
[root@master configmap]# cat configmap-tomcat-server.yamlapiVersion: v1kind: ConfigMapmetadata:  name: tomcat-server-configdata:  server.xml: |
      <Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">      <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener"/>
      <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on"/>
      <Listener className="org.apache.catalina.core.JasperListener"/>
      <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener"/>      <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener"/>      <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener"/>      <GlobalNamingResources>        <Resource name="UserDatabase" auth="Container"                  type="org.apache.catalina.UserDatabase"                  description="User database that can be updated and saved"                  factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"                  pathname="conf/tomcat-users.xml"/>      GlobalNamingResources>      <Service name="Catalina">        <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"            maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true"/>        <Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"                   connectionTimeout="20000"                   redirectPort="8443"                   enableLookups="false"                   maxPostSize="10485760"                   URIEncoding="UTF-8"                   disableUploadTimeout="true"                   maxConnections="10000"                   SSLEnabled="false"/>        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">          <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">            <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"                   resourceName="UserDatabase"/>          Realm>          <Host name="localhost"  appBase="webapps"                unpackWARs="true" autoDeploy="true">            <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"                   prefix="localhost_access_log." suffix=".txt"                   pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b"/>          Host>          <Context path="" docBase="/tomcat/webapps" debug="0" reloadable="true" crossContext="true"/>        Engine>       Service>     Server>

查看[root@master configmap]# kubectl get configmaps tomcat-server-configNAME                   DATA      AGEtomcat-server-config   1         13s
查看详细信息[root@master configmap]# kubectl describe configmaps tomcat-server-configName:         tomcat-server-configNamespace:    defaultLabels:       <none>Annotations:  <none>
Data====server.xml:----  <Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">       <Listener              </Listener.....


2. 引用ConfigMap在Pod中的定义，将文件以mount挂载到容器内部定义的目录中去。Pod配置文件如下

[root@master configmap]# cat test.yamlapiVersion: apps/v1beta2kind: Deploymentmetadata:  name: abcdocker-podspec:  replicas: 1  selector:    matchLabels:      app: tomcat  template:    metadata:      labels:        app: tomcat    spec:      containers:      - image: busybox        imagePullPolicy: IfNotPresent        name: tomcatpod        volumeMounts:        - mountPath: /tmp/server.xml          name: serverxml          subPath: server.xml        ports:        - containerPort: 8080        command: ["tail", "-f", "/dev/null"]      volumes:      - name: serverxml        configMap:          name: tomcat-server-config          items:          - key: server.xml            path: server.xml
kubectl create -f test.yaml        ===================参数解释===============        volumeMounts:        - mountPath: /tmp/server.xml  ##挂在到容器内的目录          name: serverxml     #挂载名称(需要和volume的名称对应上)          subPath: server.xml   #不加subPath会替换整个目录        ports:        - containerPort: 8080        command: ["tail", "-f", "/dev/null"]      volumes:      - name: serverxml         #volumemount名称        configMap:          name: tomcat-server-config   #创建的configmap名称          items:          - key: server.xml     #对应的key            path: server.xml    #挂载到目录的key名称####################################
需要注意的是，不可以光mount挂载，需要执行命令让容器在前台运行！

验证登陆容器可以在tmp目录下看到我们的server.xml

如果在引用ConfigMap时不指定items，则使用volumeMount方式在容器内的目录中为每个item生成一个文件夹为key的文件

[root@master configmap]# cat test_vo.yamlapiVersion: apps/v1beta2kind: Deploymentmetadata:  name: abcdocker-pod1spec:  replicas: 1  selector:    matchLabels:      app: tomcat  template:    metadata:      labels:        app: tomcat    spec:      containers:      - image: busybox        imagePullPolicy: IfNotPresent        name: tomcatpod        volumeMounts:        - mountPath: /tmp/server.xml          name: serverxml          subPath: server.xml        ports:        - containerPort: 8080        command: ["tail", "-f", "/dev/null"]      volumes:      - name: serverxml        configMap:          name: tomcat-server-config

验证

ConfigMap小结 使用ConfigMap的限制条件如下

ConfigMap必须在Pod之前创建

ConfigMap受Namespace限制，只有处于相同Namespace中的Pod可以引用它ConfigMap中的配额管理还未能实现

Kubelet只可以支持可以被API Server管理的Pod使用ConfigMap。kubelet在本Node上通过 --manifest-url或--config自动创建的静态Pod将无法引用ConfigMap

在Pod对ConfigMap进行挂载volumeMount操作时，容器内部只能挂载"目录"，无法挂载为文件。在挂载到容器内部后，目录中将包含ConfigMap定义的每个item，如果该目录下原来还有其他文件，则容器内的该目录将会被挂载的ConfigMap覆盖。如果应用程序需要保留原来的其他文件，则需要进行额外的处理。可以将ConfigMap挂载到容器内部的临时目录，再通过启动脚本将配置文件复制或者链接到(cp link)应用所用的实际配置目录下

需要注意的是，容器不可以光mount挂载，需要执行命令让容器在前台运行！

需要在挂载下面添加subPath，否则将会替换整个目录

【声明】内容源于网络

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