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Pod 详解

Pod 是 Kubernetes 中最小且最简单的部署单元，是 Kubernetes 集群中最基本的构建块。

什么是 Pod？​

Pod 是 Kubernetes 中的最小部署单元，代表一个或多个共享存储和网络的容器组。

Pod 的特点​

  1. 共享网络：同一 Pod 中的容器共享相同的网络命名空间
  2. 共享存储：可以挂载共享的 Volume
  3. 原子调度：Pod 中的容器始终在同一节点上调度
  4. 生命周期短暂：Pod 是临时的，创建后可能被销毁

Pod 的结构​

基础 Pod 定义​

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
  labels:
    app: my-app
spec:
  containers:
  - name: web
    image: nginx:1.25
    ports:
    - containerPort: 80
    env:
    - name: APP_ENV
      value: "production"
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

多容器 Pod​

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-with-sidecar
spec:
  containers:
  # 主容器
  - name: web
    image: nginx:1.25
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  
  # Sidecar 容器
  - name: sidecar
    image: busybox:1.36
    command: ['sh', '-c', 'while true; do sleep 30; done']
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /data
  
  # 共享卷
  volumes:
  - name: html
    emptyDir: {}

Pod 生命周期​

Pod 的生命周期包括多个阶段：

Pod 状态​

状态说明
PendingPod 已被创建，正在等待调度或拉取镜像
RunningPod 已绑定到节点，所有容器已创建
Succeeded所有容器正常退出
Failed至少有一个容器异常退出
Unknown无法获取 Pod 状态

Pod 配置详解​

镜像配置​

spec:
  containers:
  - name: my-app
    # 指定镜像
    image: nginx:1.25
    
    # 镜像拉取策略
    imagePullPolicy: Always  # Always/IfNotPresent/Never
    
    # 拉取私有镜像
    imagePullSecrets:
    - name: my-registry-secret

资源配额​

spec:
  containers:
  - name: app
    resources:
      # 需求：调度时需要的最小资源
      requests:
        memory: "128Mi"
        cpu: "100m"
      
      # 限制：容器可以使用的最大资源
      limits:
        memory: "256Mi"
        cpu: "500m"

环境变量​

spec:
  containers:
  - name: app
    env:
    # 简单值
    - name: APP_ENV
      value: "production"
    
    # 来自 ConfigMap
    - name: CONFIG_VALUE
      valueFrom:
        configMapKeyRef:
          name: my-config
          key: config.key
    
    # 来自 Secret
    - name: DB_PASSWORD
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: db-secret
          key: password
    
    # 来自 Pod 字段
    - name: POD_NAME
      valueFrom:
        fieldRef:
          fieldPath: metadata.name

启动命令​

spec:
  containers:
  - name: my-app
    image: my-app:latest
    
    # 覆盖默认命令
    command: ["/bin/sh", "-c"]
    
    # 传递参数
    args:
    - "-c"
    - "echo Starting app && nginx -g 'daemon off;'"
    
    # 工作目录
    workingDir: /app

健康检查​

spec:
  containers:
  - name: my-app
    image: my-app:latest
    
    # 存活探针 - 检查容器是否存活
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 30
      periodSeconds: 10
      failureThreshold: 3
    
    # 就绪探针 - 检查容器是否就绪
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /ready
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
    
    # 启动探针 - 容器启动完成检查
    startupProbe:
      httpGet:
        path: /started
        port: 8080
      failureThreshold: 30
      periodSeconds: 10

探针类型​

类型用途成功标准
exec执行命令退出码为 0
httpGetHTTP GET 请求状态码 200-399
tcpSocketTCP 端口检查端口可连接
grpcgRPC 健康检查返回 SERVING

Volume 存储​

emptyDir​

临时共享存储，Pod 删除时也会被删除：

spec:
  volumes:
  - name: cache
    emptyDir:
      sizeLimit: 100Mi
  
  containers:
  - name: app
    volumeMounts:
    - name: cache
      mountPath: /tmp/cache

hostPath​

挂载节点上的文件系统：

spec:
  volumes:
  - name: logs
    hostPath:
      path: /var/log/myapp
      type: Directory
  
  containers:
  - name: app
    volumeMounts:
    - name: logs
      mountPath: /var/log

PersistentVolumeClaim​

使用持久化存储：

spec:
  volumes:
  - name: data
    persistentVolumeClaim:
      claimName: my-pvc
  
  containers:
  - name: app
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /data

Pod 调度​

节点选择​

spec:
  # 节点选择器
  nodeSelector:
    disktype: ssd
  
  # 节点亲和性
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: topology.kubernetes.io/zone
            operator: In
            values:
            - us-west-2a
    
    # Pod 反亲和性
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 100
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchLabels:
              app: web
          topologyKey: kubernetes.io/hostname

污点和容忍​

# 节点污点
spec:
  taints:
  - key: "dedicated"
    value: "gpu"
    effect: NoSchedule

# Pod 容忍
spec:
  tolerations:
  - key: "dedicated"
    operator: "Equal"
    value: "gpu"
    effect: "NoSchedule"

Pod 管理命令​

创建和删除​

# 创建 Pod
kubectl apply -f pod.yaml

# 查看 Pod
kubectl get pods

# 查看 Pod 详情
kubectl describe pod my-pod

# 查看 Pod 日志
kubectl logs my-pod

# 实时日志
kubectl logs -f my-pod

# 删除 Pod
kubectl delete pod my-pod

调试​

# 进入容器
kubectl exec -it my-pod -- /bin/sh

# 查看容器列表
kubectl exec -it my-pod -- container-name -- /bin/sh

# 端口转发
kubectl port-forward my-pod 8080:80

# 复制文件
kubectl cp my-pod:/app/logs ./logs

最佳实践​

1. 使用 Controller 而非直接创建 Pod​

# 错误：不直接创建 Pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod

# 正确：使用 Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 3
  # ...

2. 设置资源限制​

resources:
  requests:
    memory: "64Mi"
    cpu: "50m"
  limits:
    memory: "128Mi"
    cpu: "200m"

3. 使用健康检查​

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /healthz
    port: 8080
readinessProbe:
  httpGet:
    path: /ready
    port: 8080

4. 避免敏感信息明文​

# 使用 Secret
env:
- name: API_KEY
  valueFrom:
    secretKeyRef:
      name: api-secret
      key: key

小结​

本章我们学习了：

  1. Pod 概念：最小部署单元，容器组
  2. Pod 结构：共享网络、存储、生命周期
  3. Pod 配置：镜像、资源、健康检查
  4. Volume：临时存储和持久化存储
  5. 调度：节点选择器、亲和性、污点容忍
  6. 管理：创建、调试、最佳实践

练习​

  1. 创建一个包含两个容器的 Pod，共享一个 Volume
  2. 为 Pod 添加存活探针和就绪探针
  3. 使用节点选择器将 Pod 调度到特定节点
  4. 使用 kubectl 调试 Pod，进入容器查看状态

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