一、 pod简介

1. pod概览

Pod是kubernetes中你可以创建和部署的最小也是最简单位。一个Pod代表着集群中运行的一个进程。

Pod中封装着应用的容器（有的情况下是好几个容器），存储、独立的网络IP，管理容器如何运行的策略选项。Pod代表着部署的一个单位：kubernetes中应用的一个实例，可能由一个或者多个容器组合在一起共享资源

在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使用方式：

• 一个Pod中运行一个容器。“每个Pod中一个容器”的模式是最常见的用法：在这种使用方式中，你可以把Pod想象成是单个容器的封装，kuberentes管理的是Pod而不是直接管理容器。
• 在一个Pod中同时运行多个容器。一个Pod中也可以同时封装几个需要紧密耦合互相协作的容器，它们之间共享资源。这些在同一个Pod中的容器可以互相协作成为一个service单位——一个容器共享文件，另一个“sidecar”容器来更新这些文件。Pod将这些容器的存储资源作为一个实体来管理。

2. pod网络

由于一个pod中的容器运行于相同的Network命名空间中，因此它们共享相同的IP地址和端口空间。当两个pod彼此之间发送网络数据包时，它们都会将对方的实际IP地址看作数据包中的源IP。

pod 是逻辑主机，其行为与非容器世界中的物理主机或虚拟机非常相似。此外，运行在同一个pod中的进程与运行在同一物理机或虚拟机上的进程相似，只是每个进程都封装在一个容器之中。

二、创建pod的两种方式

1. 命令方式

[root@master ~]# kubectl run kubia --image=luksa/kubia --replicas=3 
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/kubia created

kubia指定deployment名字（本文pod的创建不论命令还是文件方式都使用Controller deployment），--image=luksa/kubia显示的是指定要运行的镜像，--replicas=3指定副本数为3

先创建deployment：nginx-deployment，再创建replicasets：kubia-66c8b6d4fc，最后创建三个pod：kubia-66c8b6d4fc-cdzzg、kubia-66c8b6d4fc-ff9f8和kubia-66c8b6d4fc-xtcmm，3个pod分别位于3个node节点上。

2. 文件方式

[root@master ~]# more nginx-master.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1  #描述文件遵循extensions/v1beta1版本的Kubernetes API
kind: Deployment                #创建资源类型为Deployment
metadata:                       #该资源元数据
  name: nginx-master            #Deployment名称
spec:                           #Deployment的规格说明
  replicas: 3                   #指定副本数为3
  template:                     #定义Pod的模板
    metadata:                   #定义Pod的元数据
      labels:                   #定义label（标签）
        app: nginx              #label的key和value分别为app和nginx
    spec:                       #Pod的规格说明
      containers:               
      - name: nginx             #容器的名称
        image: nginx:latest     #创建容器所使用的镜像

执行创建命令

[root@master ~]# kubectl create -f nginx-master.yaml 
deployment.extensions/nginx-master created

查看创建的资源

3. 进入pod

进入pod kubia-66c8b6d4fc-cdzzg

[root@master ~]# kubectl exec -it kubia-66c8b6d4fc-cdzzg bash

类似docker，使用kubectl exec命令进入容器

容器的ip和主机名同pod

三、标签

标签其实就一对 key/value，可以附加到资源的任意键值对，标签可以用来划分特定组的对象，用以选择具有该确切标签的资源。

1. pod使用标签

pod指定标签

[root@master ~]# kubectl run http-label --image=httpd --labels="app=web,env=prod"
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/http-label created

指定pod的标签为'app=web和env=prod'

查看pod的标签

[root@master ~]# kubectl get pod --show-labels  

通过--show-labels参数可查看pod的标签

通过标签筛选pod

[root@master ~]# kubectl get pod -l app --show-labels 
NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
http-label-7cf498876f-rhqxf    1/1     Running   0          107s   app=web,env=prod,pod-template-hash=7cf498876f
nginx-master-9d4cf4f77-cg47g   1/1     Running   1          46h    app=nginx,pod-template-hash=9d4cf4f77
nginx-master-9d4cf4f77-lflck   1/1     Running   1          46h    app=nginx,pod-template-hash=9d4cf4f77
nginx-master-9d4cf4f77-w4xgb   1/1     Running   1          46h    app=nginx,pod-template-hash=9d4cf4f77

通过-l app参数可筛选所有标签为app的pod

修改现有标签

[root@master ~]# kubectl label pod http-label-7cf498876f-rhqxf env=debug  --overwrite 
pod/http-label-7cf498876f-rhqxf labeled

将pod http-label-7cf498876f-rhqxf的标签env由prod更改为debug

删除标签

[root@master ~]#  kubectl label pod http-label-7cf498876f-rhqxf env-
pod/http-label-7cf498876f-rhqxf labeled

将pod http-label-7cf498876f-rhqxf的标签env删除

2. 通过标签指定pod创建的节点

给node节点打标签

分别给节点打上标签node=master、node=node01、node=node02

指定node创建pod

[root@master ~]# more httpd-node.yaml 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: httpd-node
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        env: prod
    spec:
      containers:
      - name: httpd-node
        image: httpd:latest
      nodeSelector:
        node: master
[root@master ~]# kubectl apply -f httpd-node.yaml 

指定pod的label为env：prod，node节点为master

四、命名空间

Namespace是对一组资源和对象的抽象集合，比如可以用来将系统内部的对象划分为不同的项目组或用户组。常见的pods, services, replication controllers和deployments等都是属于某一个namespace的（默认是default）

1. 查看命名空间

[root@master ~]# kubectl  get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   37d
kube-node-lease   Active   46h
kube-public       Active   37d
kube-system       Active   37d

其中命名空间kube-node-lease发布于1.14的beta版本，被kubelet用作确定节点运行状况。

2. 查看指定命名空间的pod

[root@master ~]# kubectl get po -n kube-system 
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
busybox03-5b4cb76f96-jg8f8              1/1     Running   4          5d22h
coredns-fb8b8dccf-bxvrz                 1/1     Running   24         37d
coredns-fb8b8dccf-mqvd8                 1/1     Running   24         37d
etcd-master                             1/1     Running   26         37d
fluentd-elasticsearch-928nt             1/1     Running   21         29d
fluentd-elasticsearch-gw5tx             1/1     Running   30         29d
fluentd-elasticsearch-n4mc6             1/1     Running   26         29d
kube-apiserver-master                   1/1     Running   26         37d
kube-controller-manager-master          1/1     Running   31         37d
kube-flannel-ds-amd64-lkh5n             1/1     Running   30         35d
kube-flannel-ds-amd64-pv5ll             1/1     Running   24         36d
kube-flannel-ds-amd64-wnn5g             1/1     Running   36         36d
kube-proxy-42vb5                        1/1     Running   26         37d
kube-proxy-7nrfk                        1/1     Running   30         35d
kube-proxy-x7dmk                        1/1     Running   35         36d
kube-scheduler-master                   1/1     Running   32         37d
kubernetes-dashboard-7b87f5bdd6-7d5s8   1/1     Running   4          5d18h

该命令也可写作为：'kubectl get pod --namespace=kube-system'

3. 创建命名空间

文件方式

创建test01-namespace

[root@master ~]# more test01-namespace.yaml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata: 
  name: test01-namespace
[root@master ~]# kubectl apply -f test01-namespace.yaml 
namespace/test01-namespace created

kubectl apply和kubectl create命令类似，都可以根据文件创建相关资源。

命令方式

创建test02-namespace

[root@master ~]# kubectl create ns test02-namespace
namespace/test02-namespace created

4. pod指定命名空间

[root@master ~]# kubectl run httpd --image=httpd -n test01-namespace 
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/httpd created
[root@master ~]# kubectl get pod -o wide -n test01-namespace 
NAME                    READY   STATUS              RESTARTS   AGE   IP       NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
httpd-6b77d6648-zqnv4   0/1     ContainerCreating   0          27s   <none>   node01   <none>           <none>

指定创建pod的命名空间为test01-namespace，查询pod是需带上命名空间。

命名空间切换

[root@master ~]# alias kcd='kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace'
[root@master ~]# kcd test01-namespace
Context "kubernetes-admin@kubernetes" modified.
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
httpd-6b77d6648-zqnv4   1/1     Running   0          5m6s

配置kcd，通过kcd namespace可切换命名空间。

五、扩容/缩容

创建文件nginx-scale.yaml并新建资源

新建deployment nginx-scale，pod副本数为3

文件方式

通过修改文件中参数replicas的值并重新执行kubectl apply命令即可实现pod的扩缩容

命令方式

[root@master ~]# kubectl scale deployment nginx-scale --replicas=1
deployment.extensions/nginx-scale scaled

通过命令将pod副本数缩容为1

六、failover

1. pod节点分布查看

2. failover测试

节点node02关机

[root@node02 ~]# init 0

查看node状态和pod分布

node02状态为NotReady且之前在该节点的pod被迁移至master或者node01

当node02恢复后，运行在该节点的Pod会被删除，且迁移至master和node01的Pod不会重新调度回到node02

注意，本节有个前提：所有pod需绑定到replication controller上，'裸奔的 pod'(没有绑定到任何replication controller)不会被重新调度

七、升级及回滚

1. 创建deployment

[root@master ~]# more nginx-roll.yaml                                             
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-roll
  namespace: test02-namespace
spec:
  selector:
    matchLabels:
      env: prod
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        env: prod
    spec:
      containers:
      - name: nginx-roll
        image: nginx:1.16
[root@master ~]# kubectl apply -f nginx-roll.yaml --record                        
deployment.apps/nginx-roll created

创建deployment nginx-roll,副本数为3,namespace为test02-namespace,nginx版本为1.16,--record参数会记录历史版本号

Deployment apiVersion版本说明：

• 1.6版本之前 apiVsersion：extensions/v1beta1
• 1.6版本到1.9版本之间：apps/v1beta1
• 1.9版本之后:apps/v1

查看部署状态

[root@master ~]# kubectl rollout status deployment -n test02-namespace nginx-roll
Waiting for deployment "nginx-roll" rollout to finish: 0 of 3 updated replicas are available...
Waiting for deployment "nginx-roll" rollout to finish: 1 of 3 updated replicas are available...
Waiting for deployment "nginx-roll" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
deployment "nginx-roll" successfully rolled out

查看pod

分别查看deployment、replicaset、pod

2. 升级

升级方式有多种，比如'kubectl edit deployments -n test02-namespace nginx-roll'方式、直接修改nginx-roll.yaml文件方式、kubectl set image方式等

修改文件方式

[root@master ~]# sed -i 's/image: nginx:1.16/image: nginx:1.17/g' nginx-roll.yaml
[root@master ~]# kubectl apply -f nginx-roll.yaml --record  
deployment.apps/nginx-roll configured

将nginx-roll.yaml中nginx镜像版本修改为1.17并重新执行kubectl apply命令

nginx升级为1.17

kubectl set image方式

[root@master ~]# kubectl set image deployment -n test02-namespace nginx-roll nginx-roll=nginx:1.17.1
deployment.extensions/nginx-roll image updated

将nginx升级至1.17.1

3. 回滚

查看deployments版本

[root@master ~]# kubectl rollout history deployments -n test02-namespace nginx-roll
deployment.extensions/nginx-roll 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         kubectl apply --filename=nginx-roll.yaml --record=true
2         kubectl apply --filename=nginx-roll.yaml --record=true
3         kubectl apply --filename=nginx-roll.yaml --record=true

查看deployment具体版本信息

回滚至上一个版本

[root@master ~]# kubectl rollout undo deployment -n test02-namespace nginx-roll 
deployment.extensions/nginx-roll rolled back

回滚至指定版本

[root@master ~]# kubectl rollout undo deployment -n test02-namespace nginx-roll --to-revision=1
deployment.extensions/nginx-roll rolled back

--to-revision=1指定回滚至1.16版本的nginx

查看ReplicasSet

可以看到在升级过程中replicaset保留了修改的历史版本信息

八、内外网访问

1. 创建pod

[root@master ~]# more web-svc.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-svc
  namespace: test02-namespace
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: web-svc
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-svc
    spec:
      containers:
      - name: web-svc
        image: httpd:latest
[root@master ~]# kubectl apply -f web-svc.yaml
deployment.apps/web-svc created

创建pod，namespace为test02，副本数为3

2. 内网访问

创建servcie

内网通过pod ip访问没什么太大意义，因为pod会随时重建，每次ip会随机分配

[root@master ~]#  cat >> web-svc.yaml  << EOF
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-svc
  namespace: test02-namespace
spec:
  selector:
    app: web-svc
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 8080
    targetPort: 80
> EOF
[root@master ~]# kubectl apply -f web-svc.yaml
deployment.apps/web-svc unchanged
service/web-svc created

查看创建的service

[root@master ~]# kubectl get service -n test02-namespace
NAME      TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
web-svc   ClusterIP   10.106.53.114   <none>        8080/TCP   5m12s

修改index.html

[root@master ~]# kubectl get po -o wide -n test02-namespace
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-roll-8fd7f679-9h9ng   1/1     Running   2          2d17h   10.244.1.52    node01   <none>           <none>
nginx-roll-8fd7f679-b5clj   1/1     Running   2          2d17h   10.244.0.180   master   <none>           <none>
nginx-roll-8fd7f679-pwkbw   1/1     Running   2          2d17h   10.244.2.6     node02   <none>           <none>
web-svc-58956c55fc-7vnw5    1/1     Running   0          3m35s   10.244.1.59    node01   <none>           <none>
web-svc-58956c55fc-8wbst    1/1     Running   0          3m35s   10.244.2.14    node02   <none>           <none>
web-svc-58956c55fc-nxt4r    1/1     Running   0          3m35s   10.244.2.13    node02   <none>           <none>
[root@master ~]# kubectl exec -it web-svc-58956c55fc-7vnw5 -n test02-namespace bash 
root@web-svc-58956c55fc-7vnw5:/usr/local/apache2# cat > /usr/local/apache2/htdocs/index.html << EOF
> web-svc-58956c55fc-7vnw5
> EOF
root@web-svc-58956c55fc-7vnw5:/usr/local/apache2# exit
exit
[root@master ~]# kubectl exec -it web-svc-58956c55fc-8wbst -n test02-namespace bash     
root@web-svc-58956c55fc-8wbst:/usr/local/apache2# cat > /usr/local/apache2/htdocs/index.html << EOF
> web-svc-58956c55fc-8wbst
> EOF
root@web-svc-58956c55fc-8wbst:/usr/local/apache2# exit
exit
[root@master ~]# kubectl exec -it web-svc-58956c55fc-nxt4r -n test02-namespace bash 
root@web-svc-58956c55fc-nxt4r:/usr/local/apache2# cat > /usr/local/apache2/htdocs/index.html << EOF
>  web-svc-58956c55fc-nxt4r
> EOF
root@web-svc-58956c55fc-nxt4r:/usr/local/apache2# exit

分别进入pod，将访问的主页修改为pod名

内网访问pod

[root@master ~]# for i in {1..10};do sleep 1;curl 10.98.103.41:8080;done
web-svc-58956c55fc-8wbst
web-svc-58956c55fc-7vnw5
web-svc-58956c55fc-7vnw5
 web-svc-58956c55fc-nxt4r
 web-svc-58956c55fc-nxt4r
web-svc-58956c55fc-7vnw5
web-svc-58956c55fc-7vnw5
 web-svc-58956c55fc-nxt4r
web-svc-58956c55fc-8wbst
web-svc-58956c55fc-8wbst

通过service内容访问pod

3. 外网访问

修改servcie

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-svc
  namespace: test02-namespace
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: web-svc
  ports:
  - protocol: TCP
    nodePort: 30002
    port: 8080
    targetPort: 80

新增'type: NodePort'和'nodePort: 30002'，通过NodePort方式外网访问pod，映射端口为30002，重新kubectl apply

外网访问pod

[root@master ~]# for i in {1..10};do sleep 1;curl 172.27.9.131:30002;done
web-svc-58956c55fc-7vnw5
web-svc-58956c55fc-8wbst
 web-svc-58956c55fc-nxt4r
web-svc-58956c55fc-7vnw5
web-svc-58956c55fc-7vnw5
 web-svc-58956c55fc-nxt4r
web-svc-58956c55fc-8wbst
web-svc-58956c55fc-7vnw5
 web-svc-58956c55fc-nxt4r
web-svc-58956c55fc-7vnw5

通过node ip + nodePort方式外网访问pod

九、日志查看

使用kubectl logs命令可获取pod日志

1. 查看最近的日志

[root@master ~]# kubectl logs kubernetes-dashboard-7b87f5bdd6-m62r6 -n kube-system --tail=20

'--tail=20':查看命名空间kube-system下kubernetes-dashboard-7b87f5bdd6-m62r6最近20行的日志，

2. 查看前一个容器的日志

[root@master ~]# kubectl logs kubernetes-dashboard-7b87f5bdd6-m62r6 -n kube-system  --previous 

'--previous'：当容器重启时，该参数可以查看前一个容器的日志。

3. 通过标签查看日志

[root@master ~]# kubectl logs -lapp=web

查看标签为'app=web'的日志

'-lapp=web'该日志是标签为'app=web'的合集

十、删除pod

1. 通过删除deployment删除pod

通过deployment创建的pod可以直接删除deployment

[root@master ~]# kubectl delete deployments kubia 
deployment.extensions "kubia" deleted

2. 通过删除namespace删除pod

删除namespace中所有资源

[root@master ~]# kubectl delete all --all -n test02-namespace 

直接删除namespace

[root@master ~]# kubectl delete ns test01-namespace

总结：

• 直接删除pod会重建一个新的不同名的pod；
• 直接删除replicasets会重建同名replicasets，其下所有pod则会删除重建且名字不同；
• 直接删除deployments则其下的replicasets和pod将一起被删除；

本文所有脚本和配置文件已上传github：https://github.com/loong576/k8s-in-action-for-pods.git