K8S 之 Pod

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摘要

Pod 介绍

  • Pod 是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元。

  • Pod（就像在豌豆荚中）是一组（一个或多个） 容器，这些容器共享存储、网络、以及怎样运行这些容器的规约。

  • Pod 中的内容总是并置（colocated）的并且一同调度，在共享的上下文中运行。

  • Kubernetes 集群中的 Pod 主要有两种用法：

    • 运行单个容器的 Pod: "每个 Pod 一个容器"模型是最常见的 Kubernetes 用例，在这种情况下，可以将 Pod 看作单个容器的包装器，并且 Kubernetes 直接管理 Pod，而不是容器。
    • 运行多个协同工作的容器的 Pod: Pod 可以封装由紧密耦合且需要共享资源的多个并置容器组成的应用，这些位于同一位置的容器构成一个内聚单元。

Pod 管理

Pod 创建

  • run 创建

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kubectl run nginx --image=nginx
# 输出 yaml
kubectl run nginx --image=nginx --dry-run=client -o yaml > pod.yaml
# 通过 yaml 文件创建
kubectl apply -f pod.yaml

  • pod.yaml 文件说明

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apiVersion: v1                   # 必填。指定使用的 API 版本，Pod 是核心资源，使用 v1
kind: Pod                        # 必填。资源类型：Pod
metadata:
  creationTimestamp: null        # ✅ 可省略。由 Kubernetes 系统自动填充
  labels:
    run: nginx                   # ⚠️ 可省略，但建议保留。用于标识 Pod，可供 Service/Selector 匹配
  name: nginx                    # 必填。Pod 的名称，命名空间中唯一
spec:
  containers:
  - image: nginx                 # 必填。容器使用的镜像
    name: nginx                  # 必填。容器名称，在同一个 Pod 内必须唯一
    resources: {}                # ✅ 可省略。未设置 CPU/内存请求或限制时可以不写
  dnsPolicy: ClusterFirst        # ⚠️ 可省略。默认就是 ClusterFirst，仅在自定义 DNS 设置时需要写
  restartPolicy: Always          # ⚠️ 可省略。Pod 默认策略是 Always，除非你是 Job 场景
status: {}                       # ✅ 可省略。由 Kubernetes 控制器动态填充，不需要手动定义

  • Pod 通常不是直接使用 run 创建的，而是使用工作负载资源创建的，如 Deployment, StatefulSet, DaemonSet。

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# 创建 Pod
kubectl create deployment nginx --image=nginx
# 生成 yaml 文件，不真的执行创建
kubectl create deployment nginx --image=nginx --dry-run=client -o yaml > deployment.yaml
# 通过 yaml 文件创建
kubectl apply -f deployment.yaml

  • deployment.yaml 文件说明

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apiVersion: apps/v1                  # 指定使用的 API 版本，这里是 apps/v1，适用于 Deployment 资源
kind: Deployment                     # Kubernetes 资源类型，这里是部署（Deployment）
metadata:
  creationTimestamp: null            # ✅ 可省略，通常由系统自动填充
  labels:
    app: nginx                       # 标签，用于标识资源，可与 selector 匹配
  name: nginx                        # 资源名称，必须唯一（在同一命名空间下）
spec:                                # 配置项
  replicas: 1                        # 副本数，表示希望运行多少个 Pod 实例
  selector:                          # 选择器，指定要管理的 Pod
    matchLabels:                     # 标签选择器
      app: nginx                     # 选择器，指定 Deployment 管理哪些 Pod（标签必须与 template 中匹配）
  strategy: {}                       # ✅ 可省略，表示使用默认的滚动更新策略
  template:                          # 模板，定义 Pod 的内容
    metadata:
      creationTimestamp: null        # ✅ 可省略，由系统自动填充
      labels:
        app: nginx                   # Pod 的标签，必须与 selector 中的 matchLabels 一致
    spec:
      containers:
      - image: nginx                 # 容器使用的镜像，这里是官方的 nginx 镜像
        name: nginx                  # 容器的名称
        resources: {}                # ✅ 可省略，表示未设置资源请求/限制
status: {}                           # ✅ 可省略，状态信息由 Kubernetes 系统自动生成

小贴士

  • yaml 文件中，出现了 metadata.labels,spec.selector.matchLabels 以及 template.metadata.labels，三者是什么关系？
  1. metadata.labels（Deployment 的标签）

给 Deployment 本身 打的标签, 和 Pod 没有直接管理关系
常用于资源分组、查找（比如：kubectl get deploy -l app=nginx）

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metadata:
  labels:
    app: nginx   # 属于这个 Deployment 的“标签”，只是标识它自己

  1. spec.selector.matchLabels（选择器）

指定 Deployment 要管理哪些 Pod
必须精确匹配 Pod 的标签
决定 Deployment 会不会“接管”某些 Pod

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spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx

  1. template.metadata.labels（模板中的 Pod 标签）

Pod 模板中定义的标签
Deployment 按这个模板创建 Pod
必须与 matchLabels 完全一致，否则会报错

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template:
  metadata:
    labels:
      app: nginx   # Pod 的标签，必须与 selector 匹配！

🔁 关系图示意：

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Deployment
│
├─ metadata.labels                ← Deployment 本身的标签（非关键）
│
├─ spec.selector.matchLabels ─┐
│                             │
└─ spec.template.metadata.labels ← 必须匹配 selector，才能让 Pod 被 Deployment 管理

查看 Pod

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# 查看 Pod，默认显示 default 命名空间下的 Pod
kubectl get pods
# 查看 kube-system 命名空间下的 Pod
kubectl get pods -n kube-system
# 查看所有命名空间下的 Pod
kubectl get pods -A
# -o wide: 显示 Pod 的详细信息，此时会看到 pod 的 IP 地址、节点名称等信息
kubectl get pods -o wide
# 显示 Pod 的标签
kubectl get pod --show-labels
# 按 Pod 的标签进程查询
kubectl get pod -l <label_name>=<label_value>
# 持续查看 Pod 的状态，当 pod 状态发生改变时，会实时显示
kubectl get pods -w
## 状态类型
- Pending: Pod 尚未就绪
- ContainerCreating: Pod 正在创建容器
- Running: Pod 正在运行
- Error: Pod 运行错误
- Terminating: Pod 正在删除
- Completed: Pod 执行完成

查看 Pod 详情

  • 当 pod 运行错误时，可以通过该命令查看 pod 的详情，找到错误原因

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kubectl describe pod <pod-name>
kubectl describe pod <pod-name> -n <namespace-name>

## 排查原因时主要观察最后的 Events，从上到下就是 Pod 的运行过程
Events:
  Type    Reason     Age        From               Message
  ----    ------     ----       ----               -------
  # 被调度器分配到 k8s-worker2 节点
  Normal  Scheduled  4s         default-scheduler  Successfully assigned default/nginx to k8s-worker2
  # 开始拉取镜像
  Normal  Pulling    <invalid>  kubelet            Pulling image "nginx"
  # 镜像拉取成功
  Normal  Pulled     <invalid>  kubelet            Successfully pulled image "nginx" in 2.067s (2.067s including waiting). Image size: 72225394 bytes.
  # 开始创建容器
  Normal  Created    <invalid>  kubelet            Created container: nginx
  # 容器启动成功
  Normal  Started    <invalid>  kubelet            Started container nginx

进入容器

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# kubectl exec -it <pod-name> -n <namespace-name> -- <command>
kubectl exec -it nginx  -- /bin/bash

删除 Pod

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kubectl delete pod <pod-name>
kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace-name>

查看 Pod 日志

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kubectl logs <pod-name>
kubectl logs pod/<pod-name>
kubectl logs pod/<pod-name> -n <namespace-name>

访问 Pod

  • 我们刚刚创建了一个nginx的pod，该如何访问呢？

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# 获取pod的ip
$ k get pod -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          12m   10.244.126.8   k8s-worker2   <none>           <none>

# 在任意节点上访问，nginx 默认端口是80
$ curl 10.244.126.8

  • 暂时我们还不能通过节点的 IP 访问 Pod，因为 Pod 运行在容器网络中，等我后面讲解 deployment 和 service 之后，会介绍如何通过 service 访问

一个 Pod 运行多个容器

  • yaml 文件

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: multi-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  - name: tomcat
    image: tomcat

  • 运行 pod

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kubectl apply -f multi_pod.yaml

  • 查看运行结果

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# 这里看到，READY 里有两个，表示两个容器都运行成功
$ kubectl get pods -owide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP              NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
multi-pod   2/2     Running   0          118s   10.244.194.81   k8s-worker1   <none>           <none>

  • 访问nginx和tomcat

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# 访问nginx，ngxin默认端口是80
curl http://10.244.194.81
# 访问tomcat，tomcat默认端口是8080，因为tomcat的webapp是空的，所以看到404就说明正常
curl http://10.244.194.81:8080

  • 进入容器执行命令

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# 进入nginx容器，-c 指定容器名称
kubectl exec -it multi-pod -c nginx -- /bin/bash
## 进入nginx容器后访问tomcat可以正常访问，说明同一个pod中的容器共享资源
curl http://localhost:8080

# 进入tomcat容器
kubectl exec -it multi-pod -c tomcat -- /bin/bash