k8s---Pod的生命周期

Pod是什么？

pod是k8s中最小的资源管理组件。

pod也是最小化运行容器化应用的资源管理对象。

pod是一个抽象的概念，可以理解为一个或者多个容器化应用的集合

在一个pod当中运行一个容器是最常用的方式

在一个pod当中可以同时运行多个容器，一个pod当中可以同时封装几个需要耦合的互相协作的容器。这些容器是共享资源的，也可以互相协作组成一个service单位。

不论运行一个容器还是多个容器，k8s管理的都是pod而不是容器。

一个pod内的多个容器必须都运行在同一个node节点上

基于现代容器技术的要求。最常用的就是1个pod运行1个容器，1个容器只运行一个进程目的是为了横向扩展方便扩缩容和解耦。这样管理方便，简单直观。

1个pod内运行多个容器，耦合度太高。一旦一个进程失败，整个pod将全部失败。实现解耦，基于pod可以创建多个副本，实现高可用和负载均衡。

pause容器

pod内的容器共享资源。

共享机制：pause底层基础容器来提供共享资源的机制。

pause是基础容器，也可以称为父容器。管理pod内容器的共享操作。

pause还可以管理容器的生命周期。

k8s提供了pause容器两大核心功能：

1. 为pod内的所有容器提供一个的命名空间。只有都在同一个命名空间内才可以共享资源。

2. 启动容器的pid(进程号)命名空间，每个pod中都作为pid为1的进程(init进程)，回收僵尸进程。

3. 当创建pod时会先创建1个pause容器，然后再拉取镜像生成容器

   pause会在每个pod中创建一个pid为1的进程来管理pod中的进程。包括回收僵尸进程。

kubelet管理node节点

pause管理pod内的容器

1、 master节点发出指令，pod使用的镜像nginx，pod的副本数

2、 kube-scheduler来分配执行的node节点

3、 node节点的kubelet收到master指令，先拉pause再拉nginx镜像

4、 pause容器先启动，提供命名空间，进程管理pid1。来为pod内的容器提供共享服务以及容器的进程管理。

pause容器共享两种资源：网络资源、存储资源

网络资源：每个pod都会被分配一个集群内部的唯一IP地址。pod内的容器共享网络。pod在集群内部的IP地址和端口。

pod内部的容器可以使用localhost互相通信。pod中的容器与外部通信时，从共享的资源当中进行分配，宿主机的端口映射。

pod可以指定多个共享的volume。pod内的容器共享这些vloume。volume可以实现数据的持久化。可以防止pod重新构建后文件丢失。

总结

每个pod都有1个pause基础容器

pause容器对应的镜像属于k8s集群的一部分。创建集群就会有pause这个基础镜像。

pod里面包含了一个或者多个相关的容器(应用)

pod外设置一个基础镜像：

1、 pod内部有一组容器挂了一个，就算pod失效了吗？

引入pause禁止，代表整个容器的组状态。可以解决对pod内部容器整体状态的判断

2、 pod内容器共享IP共享volume挂在卷，解决了容器内网络通信的问题。解决了容器内文件共享的问题。

pod的分类

自主式pod：这个pod不会自我修复。如果pod内容器的进程终止或者被删除或者缺少资源被驱逐。这个pod没有办法自愈。

只要不是基于deployment、daemanset资源控制器创建的都是自主式pod

控制器管理pod：滚动升级，可以自愈(可以自动重启)可以管理pod的数量，以及pod的扩缩容

pod的生命周期状态

1、 pending---挂起：表示pod已被创建，但是尚未被分配到运行的node节点。

可能有几种情况导致：

1. 节点上资源不够

2. 需要等待其他pod的调度等

2、 running---运行中：pod已经被分配到了node节点。pod内部的所有容器都已经启动。运行状态良好正常稳定。

3、 complete/successded：表示容器内部的进程运行完毕后正常退出。没有发生错误。

4、 faild：表示pod中的容器非正常退出。发生了错误。需要通过查看详情和日志来定位问题。

5、 UNknown：表示由于某些原因，k8s集群无法获取pod的状态。一般是APIserver出现问题。

6、 terminating：表示终止中。表示pod正在被删除，内部容器正在终止。终止过程中涉及到资源回收，垃圾清理以及终止过程中需要执行的命令。所以需要时间终止。

Pod生命周期图：

1、 先有pause基础容器才会创建初始化init容器

2、 初始化容器运行完毕而且是成功运行完毕后才会创建pod的主业务容器

在容器的生命周期中还伴随着2个容器钩子：

3、 容器钩子：

poststart：表示容器运行时执行的第一个命令

prestop：容器结束时执行的最后一个命令

容器生命周期中还有2个探针：

探针：用于检测容器状态是否正常。

livenessProbe：存活探针

readinessProbe：流量探针

启动探针

存活探针和流量探针会伴随整个pod的生命周期

会不停的检测内部主业务容器的情况。只要主业务容器出现问题，整个pod将不再式ready状态。

但是启动探针除外

创建pod的容器分类

1、 基础容器：pause

2、 init容器(初始化容器)：init c

3、 业务容器

先启动pause基础容器 > init初始化容器 > pod业务主容器

在pause基础容器和init初始化容器的过程中。pod状态：init 1/3---2/3---3/3

当所有init初始化都启动完毕才会创建业务容器

实验验证：

vim init.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-init
spec:
  containers:
  - name: nginx1
    image: nginx:1.22
#定义的业务容器
  initContainers:
  - name: init-centos1
    image: centos:7
    command: ["echo", "hello,world"]
  - name: init-contos2
    image: centos:7
    command: ["echo", "I am ready"]
#这里定义业务容器和两个init初始化容器
#会先创建完pause初始化容器后
#才会先执行init-centos1输出hello，world。
#再执行init-centos2输出I am ready
#最后才会拉起nginx容器

init容器的作用

1、 环境变量：可以在创建的过程中为业务容器定制好相关的代码和工具。

2、 init容器独立于业务容器。是单独构建的镜像。对业务容器不产生任何安全影响。

3、 init容器能以不同于pod内应用容器的文件系统视图运行，secrets的权限。应用容器无法访问secerts的权限。

总结

init容器提供了应用容器运行之前的先决条件，提供了一种阻塞或者延迟机制来控制应用容器的启动。只有前置条件满足，才会创建pod内的应用容器。属于k8s的一种机制。

1、 在pod的启动过程中，容器时按照初始化容器先启动，每个容器都必须在下一个容器启动之前成功退出

2、 如果运行失败会按照容器的重启策略进行指定动作。restartPolicy：Always/Never/onFailure(非正常退出才会重启)

3、 所有的init容器没有成功之前，pod是不会进入ready状态的。

init容器与service无关，不能对外提供访问，也不会在service暴露端口。

4、 如果重启pod，所有init容器一定会重新执行。

5、 如果修改init容器的spec(参数)只限制于image。修改的修改字段都不生效。前提基于deployment

6、 每个容器的名称都要唯一且不能重复。

pod的重启策略

实验举例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: centos
spec:
  restartPolicy: OnFailure
#k8s中pod的重启策略，基于容器的状态进行pod的重启
#Always：总是重启。只要容器退出，无论容器的状态码是正常还是不正常。默认策略可以不加
#Never：永不重启。只要容器退出，无论容器是否正常都不重启
#OnFailure：只有容器的状态码非0时候才会重启。正常退出不会重启。
#一般情况下都使用默认Always，只有特殊情况下会使用Never
#在deployment的yaml文件当中，重启的策略只能是Always也是默认策略。所以可以不加。
  containers:
  - name: centos
    image: centos:7
    command: ["echo", "I am ready"]

在deployment的yaml文件当中，重启的策略只能是Always也是默认策略。所以可以不加

实验举例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: centos2
  labels:
    zyg: test
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      zyg: test
  template:
    metadata:
      labels:
        zyg: test
    spec:
      restartPolicy: Never
      containers:
      - name: centos2
        image: centos:7
        command: ["echo", "123"]

总结

pause容器：是底层容器/基础容器。提供pod内容器的网络和存储共享以及pod内容器退出之后的资源回收。

init容器：不是不一定要存在的。是人为设定的。是业务容器启动之前的必要条件。

pod的生命周期

1. pause基础容器

2. init容器-----全部成功退出----才会到主业务容器

3. 容器钩子：poststart启动时第一条命令、prestop推出时第一条命令

4. 探针：探测容器的健康状态，伴随pod的整个生命周期。除了启动探针。

总的来说：

pod就是用来封装容器的。业务时容器，服务也是容器，端口也是容器。