注：作者居住在韩国，部分内容包含韩国特有的背景。

  • k get pod <podname> -o 或 k describe pod <podname>：详细查看状态信息
  • k logs -f <podname> -c <container-name>：查看日志
  • k get pod <podname> --show-lables：查看 Label 信息

1. Pod

  • 一个或多个 Container 的集合

  • 执行的最小单位

  • 特点

    • 如果由多个 Container 组成，始终被分配到同一个 Node
    • 分配独立的 Pod IP（每个 Pod 一个）
    • Pod 内的 Container 共享网络，因此可以通过 Localhost 访问
    • 共享 Volume

  • Pod 可能拥有的 State

    • Pending：创建命令已传达到 Master Node，但尚未创建的状态
    • ContainerCreating：已分配到特定 Node 并正在创建中（镜像下载等）
    • Running：正常运行中
    • Completed：一次性执行后结束的 Pod（批处理作业等）作业完成的情况
    • Error：Pod 出现问题的情况
    • CrashLoopBackOff：持续发生错误、Crash 反复出现的状态

  • spec.restartPolicy

    • Always：终止时始终重启（default）
    • Never：不重启
    • OnFailure：仅在失败时重启（正常终止时不会重启）

  • 状态检查

    • livenessProbe：检查 Pod 是否正常运行
    • readinessProbe：在 Pod 创建后,检查是否已准备好接收流量（可通过 READY 0/1 状态查看）

2. Service

  • 把它想象成 Reverse Proxy 就容易理解。Pod 不稳定，所以由 Service 站在它前面提供稳定的 Endpoint

  • 类似 DNS，可以通过 Service 名称连接。如果创建了名为 myservice 的 service，就可以通过 myservice 这个名字连接

  • Service 的 DNS

    • <ServiceName>.<Namespace>.svc.cluster.local
    • 示例：default Namespace 中的 myservice -> myservice.default.svc.cluster.local
    • svc.cluster.local 是 K8S 的默认值

  • Service 是如何拥有 DNS 的？

    • 通过 k exec client -- cat /etc/resolv.conf 查看 Pod 的 DNS 设置 -> 可以查到 Nameserver 的 IP
    • 输入 k get svc -n kube-system 后看到的 CoreDNS 就是这个 IP
    • 通过 CoreDNS 这个服务来使用 DNS

  • Service 的种类

    • ClusterIP：（default）只能在 K8S 集群内部访问。
    • NodePort：把 Localhost 的特定 Port 与 Service 的特定端口连接（联想 Docker）
      • 不过 Nodeport 会把所有 Node 的指定端口都连接到该 Service
      • 例如有 32000 的 Nodeport，那么 master:32000、worker01:32000 全部连接到 32000 端口
    • LoadBalancer：创建 Load Balancer（Cloud 提供，或 Software）并将流量分发到 Pod
      • 外部只需知道 LoadBalancer 的 IP 即可，很方便。（ClusterIP -> Pod 的稳定服务 Endpoint，LoadBalancer -> Node 的稳定服务 Endpoint）
      • 通过 External-IP 可以从外部访问
    • ExternalName：当想在 K8S 网络内使用外部服务时
      • 例：把 google.com 设置为 ExternalName 为 google-svc，就可以通过 curl google-svc 获取 google.com 的数据

3. Controller

  • 比较 Current State 和 Desired State，反复执行 Task 使其一致

  • ReplicaSet

    • 复制 Pod 以维持一定数量
    • 可以用 spec.replicas: 2 这样的方式声明要复制的 Pod 数量
    • 通过 selector.matchLables 选择 label 匹配的 Pod

  • Deployment

    • 利用 ReplicaSet 创建一定数量的 Pod，并在此基础上添加部署功能（Deployment -> ReplicaSet -> Pod）
    • 支持 Rolling Update，可调整更新中的 Pod 比例
      • 通过 spec.strategy.type: RollingUpdate 设置 Update 策略
      • spec.strategy.rollingUpdate.maxUnavailable: 25%：（向下取整）指定部署期间最大可中断的 Pod 百分比。10 个的 25% 就是 2 个 Pod
      • spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge: 25%：（向上取整）指定部署期间最大可超出的 Pod 百分比。10 个的 25% 就是 3 个 Pod
    • 保存 Update History 并支持 Rollback
      • k rollout undo deployment <Deployment名称>

  • StatefulSet

    • 每个 Pod 都有唯一标识符
    • 每个 Pod 可以将独有的数据保存在存储中（例如：Database）
    • 保证 Pod 创建的顺序 -> 用于对顺序敏感的应用（第一个应用是 Master，第二个之后是 Slave 等）
    • 以 name-<序号>（从 0 开始）的形式给 Pod 命名
    • 删除时按倒序删除（从编号大的开始删除）

  • DaemonSet

    • 想在所有 Node 上运行同一个 Pod 时使用 -> 监控、日志收集等

4. Job

  • Job

    • 一次性执行后结束的程序（ML 训练、Batch Job 等）
    • 可以用 spec.backoffLimit: 2 这样的方式设置失败时的重试策略。（重试 2 次）

  • CronJob

    • 提供类似 Crontab 的功能，可以周期性地执行 Job
    • 用 spec.schedule: "*/1 * * * *" 这样的方式指定

Namespace

  • 用于在逻辑上划分集群

  • default：默认 Namespace

  • kube-system：存放 K8S 核心组件（DNS、网络等）的 Pod

  • kube-public：存放可对外公开资源的 Namespace

  • kube-node-lease：用于 Node 向 master 通知自己存活？的 namespace

ConfigMap, Secret

  • ConfigMap

    • 保存 Metadata（配置值）

    • 以 Key-value 形式保存值

    • 可按如下方式用 Yaml 声明

    yaml
    # game-volume.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: game-volume
spec:
  restartPolicy: OnFailure
  containers:
  - name: game-volume
    image: k8s.gcr.io/busybox
    command: [ "/bin/sh", "-c", "cat /etc/config/game.properties" ]
    volumeMounts:
    - name: game-volume
      mountPath: /etc/config
  volumes:
  - name: game-volume
    configMap:
      name: game-config
    • 之后可以在其他 Pod 中通过 Volume 挂载或环境变量使用
      • Volume：
    yaml
    .....
    volumeMounts:
  - name: game-volume
    mountPath: /etc/config
volumes:
- name: game-volume
  configMap:
    name: game-config
    • Env：
    yaml
    .....
  envFrom:
  - configMapRef:
      name: monster-config

  • Secrets

    • 使用 tmpfs（一种把内存当作文件来处理的系统），在安全性上有优势
    • 查询时进行 Base64 编码（不是加密，只是做了一次编码）

Appendix 1. 仅在特定 Node 上运行 Pod

  • 示例：区分 SSD/HDD Node 进行调度的方法

  • 给每个 Node 打 label

    • kubectl label node master disktype=ssd
    • kubectl label node worker disktype=hdd

  • 之后通过 nodeSelector 选择 label

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: node-selector
spec:
  containers: 
  - name: nginx
    image: nginx
  # 选择特定的节点标签
  nodeSelector:
    disktype: ssd