:重启策略,表示Pod在遇到故障的时候的处理策略 2、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
[root@k8s-master ~]# kubectl explain pod.spec.containersKIND: PodVERSION: v1RESOURCE: containers <[]Object> # 数组,代表可以有多个容器FIELDS: args <[]string> # 容器的启动命令需要的参数列表 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 env <[]Object> # 容器环境变量的配置 envFrom <[]Object> image # 容器需要的镜像地址 imagePullPolicy # 镜像拉取策略 lifecycle
1)、基本配置 创建dev namespace,后续操作都在该namespace上进行
# 创建namespace[root@k8s-master ~]# kubectl create ns devnamespace/dev created# 查看所有的namespace[root@k8s-master ~]# kubectl get nsNAME STATUS AGEdefault Active 11hdev Active 12skube-node-lease Active 11hkube-public Active 11hkube-system Active 11hkubernetes-dashboard Active 11h
创建pod-base.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-base namespace: dev labels: user: adminspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 - name: busybox image: 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[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-base.yamlpod/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[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-base 1/2 NotReady 2 53s# 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[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-base -n devEvents: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Pulling 9m5s kubelet, k8s-node2 Pulling image "nginx:1.17.1" Normal Scheduled 8m45s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-base to k8s-node2 # pod被调度到k8s-node2节点 Normal Pulled 8m42s kubelet, k8s-node2 Successfully pulled image "nginx:1.17.1" Normal Created 8m41s kubelet, k8s-node2 Created container nginx Normal Started 8m41s kubelet, k8s-node2 Started container nginx # 启动nginx容器 Normal Pulling 8m41s kubelet, k8s-node2 Pulling image "busybox:1.30" Normal Pulled 8m38s kubelet, k8s-node2 Successfully pulled image "busybox:1.30" Normal Created 7m58s (x4 over 8m38s) kubelet, k8s-node2 Created container busybox Normal Started 7m58s (x4 over 8m38s) kubelet, k8s-node2 Started container busybox # 启动busybox容器 Normal Pulled 7m16s (x4 over 8m37s) kubelet, k8s-node2 Container image "busybox:1.30" already present on machine Warning BackOff 3m56s (x24 over 8m36s) kubelet, k8s-node2 Back-off restarting failed container # 重启失败的容器
2)、镜像拉取 创建pod-imagepullpolicy.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-imagepullpolicy namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 imagePullPolicy: Never # 用于设置镜像拉取策略 - name: busybox image: busybox:1.30
imagePullPolicy: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[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yamlpod/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[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Pulling 50s kubelet, k8s-node1 Pulling image "busybox:1.30" Normal Scheduled 50s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-imagepullpolicy to k8s-node1 # pod被调度到k8s-node1节点 Normal Pulled 44s kubelet, k8s-node1 Successfully pulled image "busybox:1.30" Normal Pulled 28s (x2 over 43s) kubelet, k8s-node1 Container image "busybox:1.30" already present on machine # k8s-node1节点上已经有了busybox:1.30镜像 Normal Created 28s (x3 over 44s) kubelet, k8s-node1 Created container busybox Warning ErrImageNeverPull 27s (x6 over 50s) kubelet, k8s-node1 Container image "nginx:1.17.1" is not present with pull policy of Never # k8s-node1节点上没有nginx:1.17.1镜像,拉取策略又是Never Normal Started 27s (x3 over 43s) kubelet, k8s-node1 Started container busybox Warning Failed 27s (x6 over 50s) kubelet, k8s-node1 Error: ErrImageNeverPull Warning BackOff 27s (x3 over 42s) kubelet, k8s-node1 Back-off restarting failed container
修改镜像拉取策略为IfNotPresent
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-imagepullpolicy namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 imagePullPolicy: IfNotPresent # 用于设置镜像拉取策略 - name: busybox image: busybox:1.30
# 删除之前创建的Pod[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod pod-imagepullpolicy -n devpod "pod-imagepullpolicy" deleted# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yamlpod/pod-imagepullpolicy created# 查看Pod详情[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Scheduled 86s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-imagepullpolicy to k8s-node1 Normal Pulling 86s kubelet, k8s-node1 Pulling image "nginx:1.17.1" Normal Pulled 52s kubelet, k8s-node1 Successfully pulled image "nginx:1.17.1" # 成功拉取nginx:1.17.1镜像 Normal Created 52s kubelet, k8s-node1 Created container nginx Normal Started 51s kubelet, k8s-node1 Started container nginx Normal Pulled 9s (x4 over 51s) kubelet, k8s-node1 Container image "busybox:1.30" already present on machine Normal Created 9s (x4 over 51s) kubelet, k8s-node1 Created container busybox Normal Started 8s (x4 over 51s) kubelet, k8s-node1 Started container busybox Warning BackOff 8s (x5 over 50s) kubelet, k8s-node1 Back-off restarting failed container
3)、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: v1kind: Podmetadata: name: pod-command namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 - name: busybox image: busybox:1.30 command: ["/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[root@k8s-master ~]# 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[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-command -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-command 2/2 Running 0 6s# 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[root@k8s-master ~]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh/ # tail -f /tmp/hello.txt15:03:4515:03:4815:03:51
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
如果command和args均没有写,那么用Dockerfile的配置如果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command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
4)、环境变量 创建pod-env.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-env namespace: devspec: containers: - name: busybox image: busybox:1.30 command: ["/bin/sh","-c","while true;do /bin/echo $(date +%T);sleep 60; done;"] env: # 设置环境变量列表 - name: "username" value: "admin" - name: "password" value: "123456"
env:环境变量,用于在Pod中的容器设置环境变量
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-env.yaml pod/pod-env created# 进入容器,输出环境变量[root@k8s-master ~]# kubectl exec pod-env -n dev -c busybox -it /bin/sh/ # echo $usernameadmin/ # echo $password123456
5)、端口设置 首先看下ports支持的子选项:
[root@k8s-master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.portsKIND: PodVERSION: v1RESOURCE: ports <[]Object>FIELDS: containerPort -required- # 容器要监听的端口(0 # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略) hostPort # 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) name # 端口名称,如果指定,必须保证name在pod中是唯一的 protocol # 端口协议,必须是UDP、TCP或SCTP,默认为TCP
创建pod-ports.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-ports namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 ports: # 设置容器暴露的端口列表 - name: nginx-port containerPort: 80 protocol: TCP
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-ports.yaml pod/pod-ports created[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-ports -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-ports 1/1 Running 0 28s 10.244.2.8 k8s-node1
访问容器中的程序需要使用的是podIp:containerPort,可以看到该Pod被调度到了k8s-node1节点上
# 在k8s-node1节点上访问podIp:containerPort[root@k8s-node1 ~]# curl 10.244.2.8:80Welcome to nginx!Welcome to nginx!
If you see this page, the nginx web server is successfully installed andworking、Further configuration is required.
For online documentation and support please refer tonginx.org.
Commercial support is available atnginx.com.
Thank you for using nginx.
6)、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,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
创建pod-resources.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-resources namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 resources: # 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:
cpu:core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
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml pod/pod-resources created# 查看发现Pod运行正常[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-resources -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-resources 1/1 Running 0 19s
修改resources.requests.memory的值为10Gi
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-resources namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 resources: # 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: "10Gi" # 内存限制
# 删除之前创建的Pod[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod pod-resources -n devpod "pod-resources" deleted# 再次创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml pod/pod-resources created# 查看Pod状态,发现Pod启动失败[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-resources -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-resources 0/1 Pending 0 14s# 查看pod详情会发现,如下提示[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-resources -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Warning FailedScheduling 49s (x2 over 49s) default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 Insufficient memory、# 内存不足
3、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,分别如下:
挂起(Pending):apiserver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(Running):pod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(Succeeded):pod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(Unknown):apiserver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 1)、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30s),pod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 2)、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(192.168.5.14)和redis(192.168.5.15)服务器的地址
创建pod-initcontainer.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-initcontainer namespace: devspec: containers: - name: main-container image: nginx:1.17.1 ports: - name: nginx-port containerPort: 80 initContainers: - name: test-mysql image: busybox:1.30 command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.5.14 -c 1 ; do echo waiting for mysql...; sleep 2; done;'] - name: test-redis image: busybox:1.30 command: ['sh', '-c', 'until ping 192.168.5.15 -c 1 ; do echo waiting for reids...; sleep 2; done;']
两个initContainer如果ping不通对应IP就会一直sleep下去,不会退出
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# 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[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-initcontainer -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Pulled 74s kubelet, k8s-node2 Container image "busybox:1.30" already present on machine Normal Created 74s kubelet, k8s-node2 Created container test-mysql Normal Started 74s kubelet, k8s-node2 Started container test-mysql Normal Scheduled 54s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-initcontainer to k8s-node2 # 动态查看pod[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-initcontainer -n dev -wNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-initcontainer 0/1 Init:0/2 0 2m38s
为Pod所在节点新增两个IP,观察Pod的状态变化
# 安装ifconfig[root@k8s-node2 ~]# yum install net-tools -y[root@k8s-node2 ~]# ifconfig enp0s3:1 192.168.5.14 netmask 255.255.255.0 up[root@k8s-node2 ~]# ifconfig enp0s3:1 192.168.5.15 netmask 255.255.255.0 up
Pod状态变化如下:
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-initcontainer -n dev -wNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-initcontainer 0/1 Init:0/2 0 2m38spod-initcontainer 0/1 Init:1/2 0 8m26spod-initcontainer 0/1 Init:1/2 0 8m27spod-initcontainer 0/1 PodInitializing 0 9m4spod-initcontainer 1/1 Running 0 9m5s
两个initContainer ping通对应IP后,执行完成,Pod最终创建完成
3)、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: 127.0.0.1 # 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: v1kind: Podmetadata: name: pod-hook-exec namespace: devspec: containers: - name: main-container image: nginx:1.17.1 ports: - name: nginx-port containerPort: 80 lifecycle: 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[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-hook-exec.yaml pod/pod-hook-exec created# 查看pod[root@k8s-master ~]# kubectl get pods pod-hook-exec -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-hook-exec 1/1 Running 0 13s 10.244.2.9 k8s-node1 # 在k8s-node1节点上(Pod所在的节点)访问podIp:containerPort# nginx的默认首页内容已经改为了postStart...[root@k8s-node1 ~]# curl 10.244.2.9postStart...
4)、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:
1)方式一:Exec
创建pod-liveness-exec.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-liveness-exec namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 ports: - name: nginx-port containerPort: 80 livenessProbe: exec: command: ["/bin/cat","/tmp/hello.txt"] # 执行一个查看文件的命令
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-liveness-exec.yamlpod/pod-liveness-exec created# 查看Pod详情[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-liveness-exec -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Pulled 41s kubelet, k8s-node2 Container image "nginx:1.17.1" already present on machine Normal Created 41s kubelet, k8s-node2 Created container nginx Normal Started 41s kubelet, k8s-node2 Started container nginx Warning Unhealthy 22s (x2 over 32s) kubelet, k8s-node2 Liveness probe failed: /bin/cat: /tmp/hello.txt: No such file or directory Normal Scheduled 21s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-liveness-exec to k8s-node2# 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# 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[root@k8s-master ~]# kubectl get pods pod-liveness-exec -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-liveness-exec 0/1 CrashLoopBackOff 4 2m52s
2)方式二:TCPSocket
创建pod-liveness-tcpsocket.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-liveness-tcpsocket namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 ports: - name: nginx-port containerPort: 80 livenessProbe: tcpSocket: port: 8080 # 尝试访问8080端口
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-liveness-tcpsocket.yamlpod/pod-liveness-tcpsocket created# 查看Pod详情[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-liveness-tcpsocket -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Scheduled 63s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-liveness-tcpsocket to k8s-node1 Normal Pulled 4s (x3 over 63s) kubelet, k8s-node1 Container image "nginx:1.17.1" already present on machine Normal Created 4s (x3 over 63s) kubelet, k8s-node1 Created container nginx Normal Started 4s (x3 over 62s) kubelet, k8s-node1 Started container nginx Warning Unhealthy 4s (x6 over 54s) kubelet, k8s-node1 Liveness probe failed: dial tcp 10.244.2.10:8080: connect: connection refused Normal Killing 4s (x2 over 34s) kubelet, k8s-node1 Container nginx failed liveness probe, will be restarted# 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[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-liveness-tcpsocket -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-liveness-tcpsocket 0/1 CrashLoopBackOff 4 2m30s
3)方式三:HTTPGet
创建pod-liveness-httpget.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-liveness-httpget namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 ports: - name: nginx-port containerPort: 80 livenessProbe: httpGet: # 其实就是访问http://127.0.0.1:80/hello scheme: HTTP # 支持的协议,http或者https port: 80 # 端口号 path: /hello # URI地址
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-liveness-httpget.yamlpod/pod-liveness-httpget created# 查看Pod详情[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-liveness-httpget -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Scheduled 39s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-liveness-httpget to k8s-node2 Normal Pulled 34s (x2 over 59s) kubelet, k8s-node2 Container image "nginx:1.17.1" already present on machine Normal Created 34s (x2 over 59s) kubelet, k8s-node2 Created container nginx Normal Started 34s (x2 over 59s) kubelet, k8s-node2 Started container nginx Normal Killing 34s kubelet, k8s-node2 Container nginx failed liveness probe, will be restarted Warning Unhealthy 24s (x4 over 54s) kubelet, k8s-node2 Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404 # 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 [root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-liveness-httpget -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-liveness-httpget 0/1 CrashLoopBackOff 4 2m26s
4)liveness其他配置
livenessProbe的子属性除了这三种方式,还有一些其他的配置:
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe[root@k8s-master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbeKIND: PodVERSION: v1RESOURCE: livenessProbe FIELDS: exec failureThreshold # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3,最小值是1 httpGet initialDelaySeconds # 容器启动后等待多少秒执行第一次探测 periodSeconds # 执行探测的频率。默认是10秒,最小1秒 successThreshold # 连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1 tcpSocket timeoutSeconds # 探测超时时间。默认1秒,最小1秒
5)、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300s,300s是最大延迟时长
创建pod-restartpolicy.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-restartpolicy namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 ports: - name: nginx-port containerPort: 80 livenessProbe: httpGet: scheme: HTTP port: 80 path: /hello restartPolicy: Never # 设置重启策略为Never
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-restartpolicy.yamlpod/pod-restartpolicy created# 查看Pod详情,发现nginx容器失败[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-restartpolicy -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Pulled 48s kubelet, k8s-node2 Container image "nginx:1.17.1" already present on machine Normal Created 48s kubelet, k8s-node2 Created container nginx Normal Started 48s kubelet, k8s-node2 Started container nginx Normal Scheduled 28s default-scheduler Successfully assigned dev/pod-restartpolicy to k8s-node2 Warning Unhealthy 23s (x3 over 43s) kubelet, k8s-node2 Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404 Normal Killing 23s kubelet, k8s-node2 Stopping container nginx # 多等一会,再观察pod的重启次数,发现一直是0,并未重启 [root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-restartpolicy -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-restartpolicy 0/1 Completed 0 4m10s
4、Pod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 1)、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
1)NodeName
创建pod-nodename.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodename namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 nodeName: k8s-node1 # 指定调度到k8s-node1节点上
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# 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k8s-node1节点上[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodename -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-nodename 1/1 Running 0 28s 10.244.2.11 k8s-node1
修改nodeName的值为k8s-node3(并没有k8s-node3节点)
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodename namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 nodeName: k8s-node3 # 指定调度到k8s-node3节点上
# 删除之前创建的Pod,重新创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod pod-nodename -n devpod "pod-nodename" deleted[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-nodename.yaml pod/pod-nodename created#再次查看,发现已经向k8s-node3节点调度,但是由于不存在k8s-node3节点,所以Pod无法正常运行[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodename -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-nodename 0/1 Pending 0 8s k8s-node3
2)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
# 分别为node节点添加标签[root@k8s-master ~]# kubectl label node k8s-node1 nodeenv=pronode/k8s-node1 labeled[root@k8s-master ~]# kubectl label node k8s-node2 nodeenv=testnode/k8s-node2 labeled# 查看node节点标签[root@k8s-master ~]# kubectl get node --show-labelsNAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELSk8s-master Ready master 19h v1.18.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-master,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/master=k8s-node1 Ready 19h v1.18.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-node1,kubernetes.io/os=linux,nodeenv=prok8s-node2 Ready 19h v1.18.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-node2,kubernetes.io/os=linux,nodeenv=test
创建pod-nodeselector.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodeselector namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 nodeSelector: nodeenv: pro # 指定调度到具有nodeenv=pro标签的节点上
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-nodeselector.yamlpod/pod-nodeselector created# 查看Pod调度到NODE属性,确实是调度到了k8s-node1节点上[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodeselector -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-nodeselector 1/1 Running 0 29s 10.244.2.12 k8s-node1
修改nodeSelector的值为nodeenv: xxx(不存在打有此标签的节点)
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodeselector namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 nodeSelector: nodeenv: xxx # 指定调度到具有nodeenv=xxx标签的节点上
# 删除之前创建的Pod,重新创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod pod-nodeselector -n devpod "pod-nodeselector" deleted[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-nodeselector.yamlpod/pod-nodeselector created# 再次查看,发现Pod无法正常运行,Node的值为none[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodeselector -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-nodeselector 0/1 Pending 0 26s # 查看详情,发现node selector匹配失败的提示[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-nodeselector -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Warning FailedScheduling 46s (x2 over 47s) default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didn't match node selector.
2)、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
1)nodeAffinity
首先来看一下nodeAffinity的可配置项:
pod.spec.affinity.nodeAffinity requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 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, Lt preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 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: In values: ["xxx","yyy"] - key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value大于"xxx"的节点 operator: Gt values: "xxx"
接下来演示一下requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
创建pod-nodeaffinity-required.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodeaffinity-required namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 affinity: # 亲和性设置 nodeAffinity: # 设置node亲和性 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制 nodeSelectorTerms: - matchexpressions: # 匹配nodeenv的值在["xxx","yyy"]中的标签 - key: nodeenv operator: In values: ["xxx","yyy"]
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-nodeaffinity-required.yamlpod/pod-nodeaffinity-required created# 查看Pod状态(运行失败)[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodeaffinity-required -n dev -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-nodeaffinity-required 0/1 Pending 0 19s # 查看Pod的详情# 发现调度失败,提示node选择失败[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-nodeaffinity-required -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Warning FailedScheduling 66s (x2 over 66s) default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didn't match node selector.
修改matchexpressions匹配nodeenv的值在["pro","yyy"]中的标签
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodeaffinity-required namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 affinity: # 亲和性设置 nodeAffinity: # 设置node亲和性 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制 nodeSelectorTerms: - matchexpressions: # 匹配nodeenv的值在["pro","yyy"]中的标签 - key: nodeenv operator: In values: ["pro","yyy"]
# 删除之前创建的Pod,重新创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod pod-nodeaffinity-required -n devpod "pod-nodeaffinity-required" deleted[root@k8s-master ~]# 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k8s-node1上[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodeaffinity-required -n dev -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-nodeaffinity-required 1/1 Running 0 20s 10.244.2.13 k8s-node1
再演示一下requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
创建pod-nodeaffinity-preferred.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-nodeaffinity-preferred namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 affinity: # 亲和性设置 nodeAffinity: # 设置node亲和性 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 软限制 - weight: 1 preference: matchexpressions: # 匹配nodeenv的值在["xxx","yyy"]中的标签(当前环境没有) - key: nodeenv operator: In values: ["xxx","yyy"]
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-nodeaffinity-preferred.yamlpod/pod-nodeaffinity-preferred created# 查看Pod状态(运行成功)[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-nodeaffinity-preferred -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-nodeaffinity-preferred 1/1 Running 0 13s
NodeAffinity规则设置的注意事项:
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 2)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.podAffinity requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 硬限制 namespaces 指定参照pod的namespace topologyKey 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 topologyKey labelSelector matchexpressions key 键 values 值 operator matchLabels weight 倾向权重,在范围1-100
topologyKey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
接下来演示一下requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
首先创建一个参照Pod,pod-podaffinity-target.yaml:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-podaffinity-target namespace: dev labels: podenv: pro # 设置标签spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 nodeName: k8s-node1 # 将目标Pod名确指定到k8s-node1上
# 创建参照Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-target.yamlpod/pod-podaffinity-target created# 查看Pod,已经将Pod调度到了k8s-node1上[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-podaffinity-target -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-podaffinity-target 1/1 Running 0 15s 10.244.2.14 k8s-node1
创建pod-podaffinity-required.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-podaffinity-required namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 affinity: # 亲和性设置 podAffinity: # 设置pod亲和性 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制 - labelSelector: matchexpressions: # 匹配podenv的值在["xxx","yyy"]中的标签 - key: podenv operator: In values: ["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podenv=xxx或者podenv=yyy的Pod在同一Node上,显然现在没有这样Pod
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-required.yamlpod/pod-podaffinity-required created# 查看pod状态,发现未运行[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-podaffinity-required -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-podaffinity-required 0/1 Pending 0 21s# 查看详情[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod pod-podaffinity-required -n dev......Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Warning FailedScheduling 56s (x2 over 56s) default-scheduler 0/3 nodes are available: 1 node(s) had taint {node-role.kubernetes.io/master: }, that the pod didn't tolerate, 2 node(s) didn't match pod affinity rules, 2 node(s) didn't match pod affinity/anti-affinity.
修改matchexpressions匹配podenv的值在["pro","yyy"]中的标签
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-podaffinity-required namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 affinity: # 亲和性设置 podAffinity: # 设置pod亲和性 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制 - labelSelector: matchexpressions: # 匹配podenv的值在["pro","yyy"]中的标签 - key: podenv operator: In values: ["pro","yyy"] topologyKey: kubernetes.io/hostname
# 删除之前创建的Pod,重新创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod pod-podaffinity-required -n devpod "pod-podaffinity-required" deleted[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-required.yaml pod/pod-podaffinity-required created# 查看Pod,已经将Pod调度到了k8s-node1上(和参照Pod在同一节点上)[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-podaffinity-required -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-podaffinity-required 1/1 Running 0 31s 10.244.2.15 k8s-node1
3)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
继续使用上个案例中目标Pod
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-podaffinity-target -n dev -o wide --show-labelsNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELSpod-podaffinity-target 1/1 Running 0 18m 10.244.2.14 k8s-node1 podenv=pro
创建pod-podantiaffinity-required.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-podantiaffinity-required namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 affinity: # 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: podenv operator: In values: ["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podenv=pro的Pod不在同一Node上
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-podantiaffinity-required.yamlpod/pod-podantiaffinity-required created# 查看Pod,已经将Pod调度到了k8s-node2上(和参照Pod不在同一节点上)[root@k8s-master ~]# kubectl get pod pod-podantiaffinity-required -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESpod-podantiaffinity-required 1/1 Running 0 11s 10.244.1.13 k8s-node2
3)、污点和容忍 1)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:key=value: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:
PreferNoSchedule:Kubernetes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NoSchedule:Kubernetes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PodNoExecute:Kubernetes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 node k8s-node1 key=value:effect# 去除污点kubectl taint node k8s-node1 key:effect-# 去除所有污点kubectl taint node k8s-node1 key-
接下来,演示下污点的效果:
准备节点k8s-node1(为了演示效果更加明显,暂时停止k8s-node2节点)为k8s-node1节点设置一个污点: tag=test:PreferNoSchedule;然后创建pod1(pod1可以)修改为k8s-node1节点设置一个污点: tag=test:NoSchedule;然后创建pod2(pod1正常,pod2失败)修改为k8s-node1节点设置一个污点: tag=test:NoExecute;然后创建pod3(3个pod都失败) 暂时停止k8s-node2节点,关闭该节点的虚拟机,关闭后k8s-node2状态为NotReady:
[root@k8s-master ~]# kubectl get nodeNAME STATUS ROLES AGE VERSIONk8s-master Ready master 21h v1.18.0k8s-node1 Ready 21h v1.18.0k8s-node2 NotReady 21h v1.18.0
# 为k8s-node1设置污点(PreferNoSchedule)[root@k8s-master ~]# kubectl taint node k8s-node1 tag=test:PreferNoSchedulenode/k8s-node1 tainted[root@k8s-master ~]# kubectl describe node k8s-node1Name: k8s-node1Roles: Labels: beta.kubernetes.io/arch=amd64 beta.kubernetes.io/os=linux kubernetes.io/arch=amd64 kubernetes.io/hostname=k8s-node1 kubernetes.io/os=linux nodeenv=proAnnotations: flannel.alpha.coreos.com/backend-data: {"VNI":1,"VtepMAC":"3a:ce:27:0c:c1:6c"} flannel.alpha.coreos.com/backend-type: vxlan flannel.alpha.coreos.com/kube-subnet-manager: true flannel.alpha.coreos.com/public-ip: 10.0.2.15 kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/dockershim.sock node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0 volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: trueCreationTimestamp: Mon, 07 Feb 2022 10:13:56 +0800Taints: tag=test:PreferNoSchedule......# 创建pod1[root@k8s-master ~]# kubectl run taint1 --image=nginx:1.17.1 -n devpod/taint1 created[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATEStaint1 1/1 Running 0 14s 10.244.2.17 k8s-node1 # 为k8s-node1设置污点(取消PreferNoSchedule,设置NoSchedule)[root@k8s-master ~]# kubectl taint node k8s-node1 tag:PreferNoSchedule-node/k8s-node1 untainted[root@k8s-master ~]# kubectl taint node k8s-node1 tag=test:NoSchedulenode/k8s-node1 tainted[root@k8s-master ~]# kubectl describe node k8s-node1Name: k8s-node1Roles: Labels: beta.kubernetes.io/arch=amd64 beta.kubernetes.io/os=linux kubernetes.io/arch=amd64 kubernetes.io/hostname=k8s-node1 kubernetes.io/os=linux nodeenv=proAnnotations: flannel.alpha.coreos.com/backend-data: {"VNI":1,"VtepMAC":"3a:ce:27:0c:c1:6c"} flannel.alpha.coreos.com/backend-type: vxlan flannel.alpha.coreos.com/kube-subnet-manager: true flannel.alpha.coreos.com/public-ip: 10.0.2.15 kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/dockershim.sock node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0 volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: trueCreationTimestamp: Mon, 07 Feb 2022 10:13:56 +0800Taints: tag=test:NoSchedule......# 创建pod2[root@k8s-master ~]# kubectl run taint2 --image=nginx:1.17.1 -n devpod/taint2 created[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n dev -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATEStaint1 1/1 Running 0 3m16s 10.244.2.17 k8s-node1 taint2 0/1 Pending 0 52s # 为k8s-node1设置污点(取消NoSchedule,设置NoExecute)[root@k8s-master ~]# kubectl taint node k8s-node1 tag:NoSchedule-node/k8s-node1 untainted[root@k8s-master ~]# kubectl taint node k8s-node1 tag=test:NoExecutenode/k8s-node1 tainted[root@k8s-master ~]# kubectl describe node k8s-node1Name: k8s-node1Roles: Labels: beta.kubernetes.io/arch=amd64 beta.kubernetes.io/os=linux kubernetes.io/arch=amd64 kubernetes.io/hostname=k8s-node1 kubernetes.io/os=linux nodeenv=proAnnotations: flannel.alpha.coreos.com/backend-data: {"VNI":1,"VtepMAC":"3a:ce:27:0c:c1:6c"} flannel.alpha.coreos.com/backend-type: vxlan flannel.alpha.coreos.com/kube-subnet-manager: true flannel.alpha.coreos.com/public-ip: 10.0.2.15 kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/dockershim.sock node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0 volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: trueCreationTimestamp: Mon, 07 Feb 2022 10:13:56 +0800Taints: tag=test:NoExecute......# 创建pod3[root@k8s-master ~]# kubectl run taint3 --image=nginx:1.17.1 -n devpod/taint3 created# 之前创建的pod1和pod2已被删除,pod3也无法调度[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEtaint3 0/1 Pending 0 11s
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
2)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
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k8s-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文件,内容如下:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-toleration namespace: devspec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 tolerations: # 添加容忍 - key: "tag" # 要容忍的污点的key operator: "Equal" # 操作符 value: "test" # 容忍的污点的value effect: "NoExecute" # 添加容忍的规则,这里必须和标记的污点规则相同
# 创建Pod[root@k8s-master ~]# kubectl create -f pod-toleration.yaml pod/pod-toleration created# 添加容忍的pod创建成功(pod-toleration),没有容忍规则的pod(taint3)依然无法创建[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n devNAME READY STATUS RESTARTS AGEpod-toleration 1/1 Running 0 8staint3 0/1 Pending 0 7m10s
下面看一下容忍的详细配置:
[root@k8s-master ~]# kubectl explain pod.spec.tolerationsKIND: PodVERSION: v1RESOURCE: tolerations <[]Object>FIELDS: effect # 对应污点的effect,空意味着匹配所有影响 key # 对应着要容忍的污点的键,空意味着匹配所有的键 operator # key-value的运算符,支持Equal和Exists(默认) tolerationSeconds # 容忍时间,当effect为NoExecute时生效,表示pod在Node上的停留时间 value # 对应着要容忍的污点的值
5、容器设计模式 1)、案例 比如,现在要发布一个应用,这个应用是Java写的,有一个war包需要把它放到Tomcat的web APP目录下面,这样就可以把它启动起来了。可是像这样一个war包或Tomcat这样一个容器的话,怎么去做,怎么去发布?
方法一:可以把war包和Tomcat打包放进一个镜像里面。但是这样带来一个问题,无论是要更新war包还是要更新Tomcat,都要重新做一个新的镜像,这是比较麻烦的
方式二:镜像里面只打包Tomcat。它就是一个Tomcat,但是需要使用数据卷的方式,比如说hostPath,从宿主机上把war包挂载进Tomcat容器中,挂到web APP目录下面,这样把这个容器启用起来之后,里面就能用了。这样做的问题是需要维护一套分布式存储系统。因为这个容器可能第一次启动是在宿主机A上面,第二次重新启动就可能跑到B上去了,容器它是一个可迁移的东西,它的状态是不保持的。所以必须维护一套分布式存储系统,使容器不管是在A还是在B上,都可以找到这个war包
2)、InitContainer 在上图的yaml里,首先定义一个Init Container,它只做一件事情,就是把war包从镜像里拷贝到一个Volume里面,它做完这个操作就退出了,所以Init Container会比用户容器先启动,并且严格按照定义顺序来依次执行
然后,这个关键在于刚刚拷贝到的这样一个目的目录:APP目录,实际上是一个Volume。而一个Pod里面的多个容器,它们是可以共享Volume的,所以现在这个Tomcat容器,只是打包了一个Tomcat镜像。但在启动的时候,要声明使用APP目录作为我的Volume,并且要把它们挂载在web APP目录下面
而这个时候,由于前面已经运行过了一个Init Container,已经执行完拷贝操作了,所以这个Volume里面已经存在了应用的war包:就是sample.war。等到第二步执行启动这个Tomcat容器的时候,去挂这个Volume,一定能在里面找到前面拷贝来的sample.war
所以这是一个通过组合两个不同角色的容器,并且按照这样一些像Init Container这样一种编排方式,统一的去打包这样一个应用,把它用Pod来去做的非常典型的一个例子。像这样的一个概念,在Kubernetes里面就是一个非常经典的容器设计模式,叫做Sidecar
3)、容器设计模式:Sidecar 什么是Sidecar?就是说其实在Pod里面,可以定义一些专门的容器,来执行主业务容器所需要的一些辅助工作
这种做法一个非常明显的优势就是在于其实将辅助功能从我的业务容器解耦了,所以能够独立发布Sidecar容器,并且更重要的是这个能力是可以重用的,即同样的一个监控Sidecar或者日志Sidecar,可以被全公司的人共用的
1)Sidecar:应用与日志收集
应用日志收集,业务容器将日志写在一个Volume里面,而由于Volume在Pod里面是被共享的,所以日志容器——即Sidecar容器一定可以通过共享该Volume,直接把日志文件读出来,然后存到远程存储里面,或者转发到另外一个例子。现在业界常用的Fluentd日志进程或日志组件,基本上都是这样的工作方式
2)Sidecar:代理容器
假如现在有个Pod需要访问一个外部系统,或者一些外部服务,但是这些外部系统是一个集群,那么这个时候如何通过一个统一的、简单的方式,用一个IP地址,就把这些集群都访问到?有一种方法就是:修改代码。因为代码里记录了这些集群的地址;另外还有一种解耦的方法,即通过Sidecar代理容器
简单说,单独写一个这么小的Proxy,用来处理对接外部的服务集群,它对外暴露出来只有一个IP地址就可以了。所以接下来,业务容器主要访问Proxy,然后由Proxy去连接这些服务集群,这里的关键在于Pod里面多个容器是通过localhost直接通信的,因为它们同属于一个network Namespace,网络视图都一样,所以它们俩通信localhost,并没有性能损耗
所以说代理容器除了做了解耦之外,并不会降低性能,更重要的是,像这样一个代理容器的代码就又可以被全公司重用了
3)Sidecar:适配器容器
比如,现在业务容器暴露出来的监控接口是/metrics,访问这个这个容器的metrics的这个URL就可以拿到了。可是现在,这个监控系统升级了,它访问的URL是/health,我只认得暴露出health健康检查的URL,才能去做监控,metrics不认识。那这个怎么办?那就需要改代码了,但可以不去改代码,而是额外写一个Adapter,用来把所有对health的这个请求转发给metrics就可以了,所以这个Adapter对外暴露的是health这样一个监控的URL,这就可以了
这样的关键还在于Pod之中的容器是通过localhost直接通信的,所以没有性能损耗,并且这样一个Adapter容器可以被全公司重用起来
参考:
Kubernetes(K8S) 入门进阶实战完整教程,黑马程序员K8S全套教程(基础+高级)
极客时间 《深入剖析Kubernetes》
云原生技术公开课