services资源+pod详解
一、Service
虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP，然而却存在如下两问题：
Pod IP 会随着Pod的重建产生变化
Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问
这样对于访问这个服务带来了难度。因此，kubernetes设计了Service来解决这个问题。
Service可以看作是一组同类Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。
操作一：创建集群内部可访问的Service
# 暴露Service
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed
# 查看service
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx1 -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx1 ClusterIP 10.109.179.231 <none> 80/TCP 3m51s run=nginx
# 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[root@master ~]# curl 10.109.179.231:80
<!DOCTYPE html><html><head><title>Welcome to nginx!</title></head><body><h1>Welcome to nginx!</h1>
.......</body></html>
操作二：创建集群外部也可访问的Service
# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只用集群内部可访问# 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed
# 此时查看，会发现出现了NodePort类型的Service，而且有一对Port（80:31928/TC）
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx2 -n dev -o wideNAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx2 NodePort 10.100.94.0 <none> 80:31928/TCP 9s run=nginx
# 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了# 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址http://192.168.100.10:31928/
删除Service
[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx-1 -n dev
service "svc-nginx-1" deleted
配置方式
创建一个svc-nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-nginx
namespace: dev
spec:
clusterIP: 10.109.179.231 #固定svc的内网ip
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
run: nginx
type: ClusterIP
然后就可以执行对应的创建和删除命令了：
创建：kubectl create -f svc-nginx.yaml
删除：kubectl delete -f svc-nginx.yaml
二、pod详解
//pod的资源清单
apiVersion: v1 #必选，版本号，例如v1
kind: Pod #必选，资源类型，例如 Pod
metadata: #必选，元数据
name: string #必选，Pod名称
namespace: string #Pod所属的命名空间,默认为"default"
labels: #自定义标签列表
- name: string
spec: #必选，Pod中容器的详细定义
containers: #必选，Pod中容器列表
- name: string #必选，容器名称
image: string #必选，容器的镜像名称
imagePullPolicy: [ Always|Never|IfNotPresent ] #获取镜像的策略
command: [string] #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
args: [string] #容器的启动命令参数列表
workingDir: string #容器的工作目录
volumeMounts: #挂载到容器内部的存储卷配置
- name: string #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
readOnly: boolean #是否为只读模式
ports: #需要暴露的端口库号列表
- name: string #端口的名称
containerPort: int #容器需要监听的端口号
hostPort: int #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
protocol: string #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
env: #容器运行前需设置的环境变量列表
- name: string #环境变量名称
value: string #环境变量的值
resources: #资源限制和请求的设置
limits: #资源限制的设置
cpu: string #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
memory: string #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
requests: #资源请求的设置
cpu: string #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
memory: string #内存请求,容器启动的初始可用数量
lifecycle: #生命周期钩子
postStart: #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启
preStop: #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止
livenessProbe: #对Pod内各容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器
exec: #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
command: [string] #exec方式需要制定的命令或脚本
httpGet: #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
path: string
port: number
host: string
scheme: string
HttpHeaders:
- name: string
value: string
tcpSocket: #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
port: number
initialDelaySeconds: 0 #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
timeoutSeconds: 0 #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
periodSeconds: 0 #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
successThreshold: 0
failureThreshold: 0
securityContext:
privileged: false
restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略
nodeName: <string> #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上
imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
- name: string
hostNetwork: false #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
volumes: #在该pod上定义共享存储卷列表
- name: string #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
emptyDir: {} #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
hostPath: string #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
path: string #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
secret: #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secret对象到容器内部
scretname: string
items:
- key: string
path: string
configMap: #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
name: string
items:
- key: string
path: string
#小提示：# 在这里，可通过一个命令来查看每种资源的可配置项# kubectl explain 资源类型 查看某种资源可以配置的一级属性# kubectl explain 资源类型.属性 查看属性的子属性
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod
KIND: Pod
VERSION: v1
FIELDS:
apiVersion <string>
kind <string>
metadata <Object>
spec <Object>
status <Object>
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.metadata
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: metadata <Object>
FIELDS:
annotations <map[string]string>
clusterName <string>
creationTimestamp <string>
deletionGracePeriodSeconds <integer>
deletionTimestamp <string>
finalizers <[]string>
generateName <string>
generation <integer>
labels <map[string]string>
managedFields <[]Object>
name <string>
namespace <string>
ownerReferences <[]Object>
resourceVersion <string>
selfLink <string>
uid <string>
在kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的，主要包含5部分：
1、apiVersion 版本，由kubernetes内部定义，版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到
2、kind 类型，由kubernetes内部定义，版本号必须可以用 kubectl api-resources 查询到
3、metadata 元数据，主要是资源标识和说明，常用的有name、namespace、labels等
4、spec描述，这是配置中最重要的一部分，里面是对各种资源配置的详细描述
5、status状态信息，里面的内容不需要定义，由kubernetes自动生成
在上面的属性中，spec是接下来研究的重点，继续看下它的常见子属性:
1、containers <[]Object> 容器列表，用于定义容器的详细信息
2、nodeName 根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上
3、nodeSelector <map[]> 根据NodeSelector中定义的信息选择将该Pod调度到包含这些label的Node 上
4、hostNetwork 是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
5、volumes <[]Object> 存储卷，用于定义Pod上面挂载的存储信息
6、restartPolicy 重启策略，表示Pod在遇到故障的时候的处理策略
//pod配置
本小节主要来研究pod.spec.containers属性，这也是pod配置中最为关键的一项配置。
[root@master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: containers <[ ]Object> # 数组，代表可以有多个容器
FIELDS:
name # 容器名称
image # 容器需要的镜像地址
imagePullPolicy # 镜像拉取策略
command <[ ]string> # 容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
args <[ ]string> # 容器的启动命令需要的参数列表
env <[ ]Object> # 容器环境变量的配置
ports <[ ]Object> # 容器需要暴露的端口号列表
resources # 资源限制和资源请求的设置
//基本配置
创建pod-base.yaml文件，内容如下
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-base
namespace: test
labels:
user: user1
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
- name: busybox
image: busybox:1.30
上面定义了一个比较简单Pod的配置，里面有两个容器：
nginx：用1.17.1版本的nginx镜像创建，（nginx是一个轻量级web容器）
busybox：用1.30版本的busybox镜像创建，（busybox是一个小巧的linux命令集合）
[root@master ~]# kubectl create -f pod-base.yaml
pod/pod-base created
[root@master ~]# kubectl get pod -n test
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-base 0/2 ContainerCreating 0 12s
//镜像拉取
创建pod-imagepullpolicy.yaml文件：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-imagepullpolicy
namespace: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Never
- name: busybox
image: busybox:1.30
imagePullPolicy，用于设置镜像拉取策略，kubernetes支持配置三种拉取策略：
Always：总是从远程仓库拉取镜像（一直远程下载）
IfNotPresent：本地有则使用本地镜像，本地没有则从远程仓库拉取镜像（本地有就本地 本地没远程下载）
Never：只使用本地镜像，从不去远程仓库拉取，本地没有就报错 （一直使用本地）
默认值说明：
如果镜像tag为具体版本号， 默认策略是：IfNotPresent
如果镜像tag为：latest（最终版本） ，默认策略是always
[root@master ~]# kubectl create -f pod-imagepullpolicy.yaml
//启动命令
在前面的案例中，一直有一个问题没有解决，就是的busybox容器一直没有成功运行，那么到底是什么原因导致这个容器的故障呢？
原来busybox并不是一个程序，而是类似于一个工具类的集合，kubernetes集群启动管理后，它会自动关闭。解决方法就是让其一直在运行，这就用到了command配置。
创建pod-command.yaml文件，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-command1
namespace: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Never
- name: busybox
image: busybox:1.30
imagePullPolicy: Never
command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]
command，用于在pod中的容器初始化完毕之后运行一个命令。
稍微解释下上面命令的意思：
“/bin/sh”,“-c”, 使用sh执行命令
touch /tmp/hello.txt; 创建一个/tmp/hello.txt 文件
while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done; 每隔3秒向文件中写入当前时间
[root@master ~]# kubectl create -f pod-command.yaml
pod/pod-command1 created
[root@master ~]# kubectl get pods -n test
pod-command1 2/2 Running 0 2s
进入pod中的busybox容器，查看文件内容
补充一个命令: kubectl exec pod名称 -n 命名空间 -it -c 容器名称 /bin/sh 在容器内部执行命令
使用这个命令就可以进入某个容器的内部，然后进行相关操作了
比如，可以查看txt文件的内容
[root@master ~]# kubectl exec pod-command1 -n test -it -c busybox /bin/sh
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
/ # tail -f /tmp/hello.txt
17:22:11
17:22:14
17:22:17
17:22:20
17:22:23
17:22:26
特别说明：
通过上面发现command已经可以完成启动命令和传递参数的功能，为什么这里还要提供一个args选项，用于传递参数呢?这其实跟docker有点关系，kubernetes中的command、args两项其实是实现覆盖Dockerfile中ENTRYPOINT的功能。
1 如果command和args均没有写，那么用Dockerfile的配置。
2 如果command写了，但args没有写，那么Dockerfile默认的配置会被忽略，执行输入的command
3 如果command没写，但args写了，那么Dockerfile中配置的ENTRYPOINT的命令会被执行，使用当前args的参数
4 如果command和args都写了，那么Dockerfile的配置被忽略，执行command并追加上args参数
//环境变量
创建pod-env.yaml文件：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-env
namespace: test
spec:
containers:
name: busybox
image: busybox:1.30
imagePullPolicy: Never
command: ["/bin/sh","-c","while true;do /bin/echo $(date +%T);sleep 60; done;"]
env:
name: "username"
value: "admin"
name: "password"
value: "redhat"
env，环境变量，用于在pod中的容器设置环境变量。
[root@master ~]# kubectl create -f pod-env.yaml
pod/pod-env created
pod-env 1/1 Running 0 16s
[root@master ~]# kubectl exec pod-env -n test -c busybox -it /bin/sh
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
/ # echo $username
admin
/ # echo $password
redhat
/ #
这种方式不是很推荐，推荐将这些配置单独存储在配置文件中，这种方式将在后面介绍。
//端口配置
本小节来介绍容器的端口设置，也就是containers的ports选项。
首先看下ports支持的子选项：
[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: ports <[ ]Object>
FIELDS:
name <string> # 端口名称，如果指定，必须保证name在pod中是唯一的
containerPort<integer> # 容器要监听的端口(0<x<65536)
hostPort <integer> # 容器要在主机上公开的端口，如果设置，主机上只能运行容器的一个副本(一般省略)
hostIP <string> # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)
protocol <string> # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为“TCP”。
接下来，编写一个测试案例，创建pod-ports.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-ports
namespace: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Never
ports:
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP
[root@master ~]# kubectl create -f pod-ports.yaml
pod/pod-ports created
[root@master ~]# kubectl get pod -n test
pod-ports 1/1 Running 0 10s
[root@master ~]# kubectl get pod pod-ports -n test -o yaml
......
spec:
containers:
- image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Never
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
name: nginx-port
protocol: TCP
访问容器中的程序需要使用的是Podip:containerPort
[root@master ~]# kubectl get pod pod-ports -n test -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod-ports 1/1 Running 0 3m40s 10.244.1.16 node1 <none> <none>
[root@master ~]# curl http://10.244.1.16:80
//资源配额
容器中的程序要运行，肯定是要占用一定资源的，比如cpu和内存等，如果不对某个容器的资源做限制，那么它就可能吃掉大量资源，导致其它容器无法运行。针对这种情况，kubernetes提供了对内存和cpu的资源进行配额的机制，这种机制主要通过resources选项实现，他有两个子选项：
limits：用于限制运行时容器的最大占用资源，当容器占用资源超过limits时会被终止，并进行重启
requests ：用于设置容器需要的最小资源，如果环境资源不够，容器将无法启动
可以通过上面两个选项设置资源的上下限。
接下来，编写一个测试案例，创建pod-resources.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-resources
namespace: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Never
resources: //资源限制
limits: //资源限制（上限）
cpu: "2" //cpu限制，单位是core数
memory: "10Gi" //内存限制
requests: //请求资源
cpu: "1"
memory: "10Mi"
在这对cpu和memory的单位做一个说明：
cpu：core数，可以为整数或小数
memory： 内存大小，可以使用Gi、Mi、G、M等形式
[root@master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created
[root@master ~]# kubectl get pods -n test
pod-resources 1/1 Running 0 10s
先停止删除该pod
[root@master ~]# kubectl delete -f pod-resources.yaml
pod "pod-resources" deleted
再编辑pod，修改resources.requests.memory的值为10Gi
[root@master ~]# vim pod-resources.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml
pod/pod-resources created
[root@master ~]# kubectl get pods -n test
pod-resources 0/1 Pending 0 16s
[root@master ~]# kubectl describe pod pod-resources -n test
Warning FailedScheduling 87s default-scheduler 0/3 nodes are available: 1 node(s) had untolerated taint {node-role.kubernetes.io/control-plane: }, 3 Insufficient memory. preemption: 0/3 nodes are available: 1 Preemption is not helpful for scheduling, 2 No preemption victims found for incoming pod.
