【K8S】整体原理-什么是K8S的Pod
什么是Pod
Pod是K8S的一个逻辑概念，Pod其实是一组紧密协作的容器，容器就是我们应用程序执行代码的地方，在K8S里管理员要去管理应用的生命周期（包括异常退出等），那就需要获取应用运行的状态，获取应用的状态需要获取容器的运行状态。容器在K8S里是一个单进程，该进程就是应用进程，这样就可以从外部获取容器现在的状态，一个Pod内所有的进程共享资源。
为什么K8S要有Pod
方便去管理容器进程，也就是方便管理容器内主要的应用进程。
图为物理机，物理机上已经安装好了Kubelet进程，Kubelet接收到安装文件（一个有Pod信息）会先创建Infra Container（是一个镜像，大概 100~200KB 左右，永远处于暂停状态的容器。是用来对Pod共享网络的）会对Docker0这个网桥进行网络连接，然后其他Pod内部的容器在依次创建后会共享Infra网络，实现一个Pod内的网络共享。存储的共享还是需要每个Pod去挂载相同的存储地址来实现。
容器内使用Pod信息
1.通过环境变量
env:- name: NODE_NAMEvalueFrom:fieldRef:fieldPath: spec.nodeName # 根据配置 "层级.引用" 类似key-value
2.通过配置文件
volumes: # 使用volume挂载到Pod- name: podinfodownwardAPI: # 使用该API，支持Pod和Container的信息items:- path: "labels"fieldRef:fieldPath: metadata.labels
Pod健康检查
有三类探针：
- LivenessProbe： 判断是否存活，kubelet默认会重启不是存活的Pod
- ReadinessProbe：判断是否可用，service只有在readinessProbe为ready状态，对外提供服务
- StartupProbe：有且仅有一次的超长启动延时（针对慢应用）
探针的实现方式：
ExeAction：容器内部执行运行命令，返回码为0，代表健康
livenessProbe:exec:command:- cat - /tmp/health
TCPSocketAction： 通过容器IP+端口，执行TCP检查，能够建立TCP连接，代表健康
livenessProbe:tcpSocket:port: 80
HTTPGetAction：HTTP Get响应状态码在200-400之间，代表健康
livenessProbe:httpGet:path: /healthport: 80initialDelaySeconds: 30 # 容器首次健康服务检查等待时间timeoutSeconds: 1 # 等待健康检查相应的时间
Pod资源控制
资源控制范围包括：CPU，Memory和扩展资源如GPU（扩展资源只能获取整数个资源）
Containers下面resource中进行资源的request和limits配置
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test
spec:containers:- name: testimage: busyboxresources: # 机器上至少有这么多的资源才能被创建request:memory: "64Mi"cpu: "250m"ephemeral-storage: "2Gi"limits: # 机器上至多有这么多的资源能被使用memory: "128Mi"cpu: "500m"ephemeral-storage: "4Gi"
资源Quota
限制每个Namespace资源用量，超出限制时，用户无法提交新建
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:name: demonamespace: demo
spec:hard:cpu: "1000" #这个namespace下面的所有Pod使用的资源总量不超过1000memory: 200Gipods: "10"
Pod Qos服务质量
就是说我们有多个Pod，每一个Pod重要程度不一样，比如某些Pod就算是在资源不足的时候我们也不希望他们会被驱逐。
所以可以对Pod的服务质量进行一个分类，分别是Guranteed，Bursable和BestEffort
Guranteed：Pod里面每个容器都会有内存和CPU的request声明和limit声明，且request和limit必须是一致的，以此告诉K8S这些Pod很重要，一定要保证Pod正常运行。
Bursable： 至少有一个容器存在内存和CPU的一个request，优先级比Guranteed低
BestEffort：request和limit都不填，意味着这个Pod可有可无
系统用request进行调度的，对CPU资源而言，系统会对Guranteed的Pod单独划分CPU资源，Bursable和BestEffort共用CPU资源（按照权重来使用不同的时间片），内存对资源而说，会对Pod划分OOMScore，score越高越优先被杀掉，Guranteed固定为-998，BestEffort固定为1000，Bursable则是按照内存大小和节点关系会根据算法计算出2~999范围内的值 ，资源不足发生驱逐时，优先驱逐BestEffort定义的容器。
Pod的调度
当我们希望Pod能够在指定的机器上运行的时候，或者定义那两个Pod在同一个机器上，或者定义那两个Pod不在同一个机器上，就要用到亲和度。
Pod亲和调度
1.PodAffinity
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：强制亲和（调度时，执行亲和校验；运行时，忽略标签内发生的变化带来的影响）
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：优先亲和
affinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: securityoperator: In #操作符 In NotIn Exist DoesNotExist Gt Ltvalues:- S1topogyKey: kubernetes.io/hostname #设置拓扑键，默认的设置topology.kubernetes.io/region topology.kubernetes.io/zone
2.podAntAffinity
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：强制反亲和
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：优先反亲和
Node亲和调度
1.NodeSelector： 强制调度到指定节点（强制调度Pod在指定的机器上创建）
2.NodeAffinity
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：强制反亲和
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：优先反亲和
3.Taint：一个Node可以有多个Taints
1.行为模式有：
PreferNoSchedule： 尽量不要调度过来
NoSchedule：禁止Pod调度来
NoExecute： 驱逐没有tolerantion的Pod，并禁止调度新的（如果有的Pod已经在运行了，而且没有tolerantion，就会被杀掉并调度到新的机器上）
apiVersion: v1 kind: Node metadata:name: demo spec:taints:- key: "k1"value: "v1"effect: "NoSchedule"2.Pod的tolernation，只有设置对应的tolernation才能调度到有Taint的Node上
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:namespace: demoname: demo
spec:containers:- image: busyboxname: demotolerations:- key: "k1"operator: "Equal"value: "v1" # 当op=Exist 可以为空 key和value和effect必须匹配上面的taints，这样Pod才能被调度到打了taint的Node上effect: "NodSechedule" # 可以为空，匹配所有tolerationsSeconds: 3600 #taint添加后，pod还能在node上运行的时间
优先级调度
很多Pod同时创建时，有的优先级高，有的优先级低。这时kubelet会根据Pod配置priority，得分高的会对得分低的进行资源抢占
1.使用PriorityClass创建节点，Pod中通过PriorityClassName引用相应优先级
apiVersion: v1
kind: PriortyClass
metadata:name: high
value: 1000
globalDefault: false
2.系统默认优先级
1.没有设置均为0
2.用户可配置最大优先级为10亿，系统级别优先级为20亿
3.内置系统优先级：system-cluster-critical，system-node-critical
Pod调度过程
用户调教Yaml文件，webhook controller 会先对文件进行校验，校验成功后，Api-Server会创建Pod对象，这个对象会保存到ETCD里面。此时Pod的Node名称为空（这个Pod已经有了，但是还没有落实到相应的节点上），Kube Scheduler （Kube Scheduler 会不断查看资源对象，发现某个Pod刚创建，但Node是空的，就会创建）会watch到Pod的创建，同时发现Node名称为空，会找到合适的Node，并修改Pod名称为相应的Node名，相应节点上的kubelet watch（这个进程会不断的请求Api-Server去发现他的节点上有个Pod需不需要创建） 到Pod需要创建，会在Node节点上创建容器和网络。
其他
InitContainer
比普通容器先启动，执行成功后普通容器才能启动，且是按照顺序执行，执行完之后会关闭。普通容器可以并发启动。
Sidecar 容器设计模式
用一个辅助容器做辅助工作，如日志收集，debug，前置操作等。好处：对应业务代码没有侵入：功能解耦，共享，模式包括：
代理模式：代理网络等
适配器模型：适配不同外观需求
Pod容灾
让Pod在不同的区域内分布，实现Pod容灾
topologySpreadConstraints:- topogyKey: addressmaxSkew: 1 # 用于指明Pod在各个zone中容忍的最大不均匀数，值越小每个zone中Pod分布越均匀whenUnsatisfiable: DoesNotSchedulelabelSelector:matchLabels:app: myapp
Pod容灾
让Pod在不同的区域内分布，实现Pod容灾
topologySpreadConstraints:- topogyKey: addressmaxSkew: 1 # 用于指明Pod在各个zone中容忍的最大不均匀数，值越小每个zone中Pod分布越均匀whenUnsatisfiable: DoesNotSchedulelabelSelector:matchLabels:app: myapp
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