K8S 中的资源

资源集群分类

  1. 名称空间级别: kubeadm k8s kube-system
    • kubectl get pod -n default
  2. 集群级别: role
  3. 元数据型: HPA

什么是资源?

  • K8s 中所有的内容都抽象为资源， 资源实例化之后，叫做对象

K8S 中存在哪些资源

名称空间级别

  • 工作负载型资源 ( workload )：

    • Pod、ReplicaSet、Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job、 CronJob ( ReplicationController 在 v1.11 版本被废弃 )

  • 服务发现及负载均衡型资源 ( ServiceDiscovery LoadBalance ):

    • Service、Ingress、…

  • 配置与存储型资源：

    • Volume ( 存储卷 )、CSI ( 容器存储接口,可以扩展各种各样的第三方存储卷 )

  • 特殊类型的存储卷：

    • ConfigMap ( 当配置中心来使用的资源类型 )、Secret (保存敏感数据)、 DownwardAPI (把外部环境中的信息输出给容器)

  • 集群级资源：

    • Namespace、Node、Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

  • 元数据型资源：HPA、PodTemplate、LimitRange

资源清单

资源清单含义

  • 在 k8s 中，一般使用 yaml 格式的文件来创建符合我们预期期望的 pod ，这样的 yaml 文件我们一般 称为资源清单

YAML

YAML是一个可读性高，用来表达数据序列的格式。YAML的意思其实是：仍是一种标记语言，但为了强调这种语言以数据做为中心，而不是以标记语言为重点。

基本语法

  • 缩进时不允许使用 Tab 键，只允许使用空格。
  • 缩进的空格数目不重要，只要相同层级的元素左侧对齐即可。
  • # 标识注释，从这个字符一直到行尾，都会被解释器忽略。

YAML支持的数据结构

  • 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hashes） / 字典（dictionary）。
  • 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表 （list）。
  • 纯量（scalars）：单个的、不可再分的值。

对象类型

  • 对象的一组键值对，使用冒号结构表示。
  • Yaml 也允许另一种写法，将所有键值对写成一个行内对象

数组类型

  • 一组连词线开头的行，构成一个数组。
  • 数组也可以采用行内表示法。

复合结构

  • 对象和数组可以结合使用，形成复合结构。

纯量

纯量是最基本的、不可再分的值。以下数据类型都属于纯量。

  • 字符串
    • 见后
  • 布尔值
    • 布尔值用true和false表示。
  • 整数、浮点数
    • 数值直接以字面量的形式表示。
  • Null
    • null 用 ~ 表示。
  • 时间、日期
    • 时间采用 ISO8601 格式。
    • 日期采用复合 iso8601 格式的年、月、日表示。
  • 强制转换数据类型
    • YAML允许使用两个感叹号，强制转换数据类型。
  • 字符串
    • 字符串默认不使用引号表示
    • 如果字符串之中包含空格或特殊字符，需要放在引号之中
    • 单引号和双引号都可以使用，双引号不会对特殊字符转义
    • 单引号之中如果还有单引号，必须连续使用两个单引号转义
    • 字符串可以写成多行，从第二行开始，必须有一个单空格缩进。换行符会被转为 空格。
    • 多行字符串可以使用|保留换行符，也可以使用>折叠换行
    • +表示保留文字块末尾的换行，- 表示删除字符串末尾的换行。

常用字段解释说明

必须存在的属性

主要对象

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额外的参数项

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容器生命周期

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  • readiness 就绪检测
  • Liveness 生存检测
  • Pause 负责 网络 / 存储卷 的共享

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Init 容器

Pod 能够具有多个容器，应用运行在容器里面，但是它也可能有一个或多个先于应用容器启动的 Init 容器

Init 容器与普通的容器非常像，除了如下两点：

  • Init 容器总是运行到成功完成为止
  • 每个 Init 容器都必须在下一个 Init 容器启动之前成功完成

如果 Pod 的 Init 容器失败， Kubernetes 会不断地重启该 Pod ，直到 Init 容器成功为止。然而，

如果 Pod 对应的 restartPolicy 为 Never ，它不会重新启动

Init 容器的作用

因为 Init 容器具有与应用程序容器分离的单独镜像，所以它们的启动相关代码具有如下优势：

  • 它们可以包含并运行实用工具，但是出于安全考虑，是不建议在应用程序容器镜像中包含这些实用工具的
  • 它们可以包含使用工具和定制化代码来安装，但是不能出现在应用程序镜像中。例如，创建镜像没必要 FROM 另一个镜像，只需要在安装过程中使用类似 sed 、 awk 、 python 或 dig 这样的工具。
  • 应用程序镜像可以分离出创建和部署的角色，而没有必要联合它们构建一个单独的镜像。
  • Init 容器使用 Linux Namespace，所以相对应用程序容器来说具有不同的文件系统视图。因此，它们能够具有访问 Secret 的权限，而应用程序容器则不能。
  • 它们必须在应用程序容器启动之前运行完成，而应用程序容器是并行运行的，所以 Init 容器能够提供了一种简单的阻塞或延迟应用容器的启动的方法，直到满足了一组先决条件。

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特殊说明

  • 在 Pod 启动过程中， Init 容器会按顺序在网络和数据卷初始化 [Pause] 之后启动。每个容器必须在下一个容器启动之前成功退出

  • 如果由于运行时或失败退出，将导致容器启动失败，它会根据 Pod 的 restartPolicy 指定的策略进行重试。然而，如果 Pod 的 restartPolicy 设置为 Always ， Init 容器失败时会使用 RestartPolicy 策略

  • 在所有的 Init 容器没有成功之前， Pod 将不会变成 Ready 状态。 Init 容器的端口将不会在 Service 中进行聚集。 正在初始化中的 Pod 处于 Pending 状态，但应该会将 Initializing 状态设置为 true

  • 如果 Pod 重启，所有 Init 容器必须重新执行 [幂的状态]

  • # 对 Init 容器 spec 的修改被限制在容器 image 字段，修改其他字段都不会生效。更改 Init 容器的 image 字段，等价于重启该 Pod

  • Init 容器具有应用容器的所有字段。除了 readinessProbe ，因为 Init 容器无法定义不同于完成 （ completion ）的就绪（ readiness ）之外的其他状态。这会在验证过程中强制执行

  • 在 Pod 中的每个 app 和 Init 容器的名称必须唯一；与任何其它容器共享同一个名称，会在验证时抛出错误

容器探针

探针是由 kubelet 对容器执行的定期诊断。要执行诊断， kubelet 调用由容器实现的 Handler 。有三种类型的处理程序：

  • ExecAction ：在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为 0 则认为诊断成功。
  • TCPSocketAction ：对指定端口上的容器的 IP 地址进行 TCP 检查。如果端口打开，则诊断被认为是成功的。
  • HTTPGetAction ：对指定的端口和路径上的容器的 IP 地址执行 HTTP Get 请求。如果响应的状态码大于等于 200 且小于 400 ，则诊断被认为是成功的

每次探测都将获得以下三种结果之一：

  • 成功：容器通过了诊断。
  • 失败：容器未通过诊断。
  • 未知：诊断失败，因此不会采取任何行动

探测方式

  • livenessProbe ：指示容器是否正在运行。如果存活探测失败，则 kubelet 会杀死容器，并且容器将受到其 重启策略 的影响。如果容器不提供存活探针，则默认状态为 Success
  • readinessProbe ：指示容器是否准备好服务请求。如果就绪探测失败，端点控制器将从与 Pod 匹配的所有 Service 的端点中删除该 Pod 的 IP 地址。初始延迟之前的就绪状态默认为 Failure 。如果容器不提供就绪探针，则默认状态为 Success

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Pod hook

Pod hook（钩子）是由 Kubernetes 管理的 kubelet 发起的，当容器中的进程启动前或者容器中的进程终止之前运行，这是包含在容器的生命周期之中。可以同时为 Pod 中的所有容器都配置 hook

Hook 的类型包括两种：

  • exec ：执行一段命令
  • HTTP ：发送HTTP请求

重启策略

  • PodSpec 中有一个 restartPolicy 字段，可能的值为 Always 、 OnFailure 和 Never 。默认为 Always 。 restartPolicy 适用于 Pod 中的所有容器。 restartPolicy 仅指通过同一节点上的 kubelet 重新启动容器。失败的容器由 kubelet 以五分钟为上限的指数退避延迟（10秒，20秒，40 秒…）重新启动，并在成功执行十分钟后重置。如 Pod 文档 中所述，一旦绑定到一个节点， Pod 将 永远不会重新绑定到另一个节点。

Pod p hase

  • Pod 的 status 字段是一个 PodStatus 对象， PodStatus 中有一个 phase 字段。
  • Pod 的相位（ phase ）是 Pod 在其生命周期中的简单宏观概述。该阶段并不是对容器或 Pod 的综合汇总，也不是为了做为综合状态机
  • Pod 相位的数量和含义是严格指定的。除了本文档中列举的状态外，不应该再假定 Pod 有其他的 phase 值

Pod phase 可能存在的值

  • 挂起（ Pending ）： Pod 已被 Kubernetes 系统接受，但有一个或者多个容器镜像尚未创建。等待时间包括调度 Pod 的时间和通过网络下载镜像的时间，这可能需要花点时间

  • 运行中（ Running ）：该 Pod 已经绑定到了一个节点上， Pod 中所有的容器都已被创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或重启状态

  • 成功（ Succeeded ）： Pod 中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启

  • 失败（ Failed ）： Pod 中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非 0 状态退出或者被系统终止

  • 未知（ Unknown ）：因为某些原因无法取得 Pod 的状态，通常是因为与 Pod 所在主机通信失败

  • 若无法正常加载, 请点击查看 PDF 网页版本: Kubernetes 状态示例.pdf