十四、Kubernetes中pod配置详解、实例

1、概述

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：

apiVersion <string> 版本，由kubernetes内部定义，版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到
kind <string> 类型，由kubernetes内部定义，版本号必须可以用 kubectl api-resources 查询到
metadata <Object> 元数据，主要是资源标识和说明，常用的有name、namespace、labels等
spec <Object> 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
status <Object> 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:

containers <[]Object> 容器列表，用于定义容器的详细信息
nodeName <String> 根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上
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
hostNetwork <boolean> 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 <[]Object> 存储卷，用于定义Pod上面挂在的存储信息
restartPolicy <string> 重启策略，表示Pod在遇到故障的时候的处理策略

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@k8s-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  <string>     # 容器名称
   image <string>     # 容器需要的镜像地址
   imagePullPolicy  <string> # 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 <Object>      # 资源限制和资源请求的设置

2、Pod基本配置

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: mynginx
  name: mynginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: mynginx

3、镜像拉取策略

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

现在我在2的基础上新增一个容器tomcat，给设置只使用本地镜像，但是我本地没有，看看是什么状态

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: pod-imagepullpolicy
  name: pod-imagepullpolicy
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: mynginx
  - image: tomcat
    name: mytomcat
    imagePullPolicy: Never

通过命令：kubectl describe pod pod-imagepullpolicy -n dev 查看

4、command设置

command，用于在pod中的容器初始化完毕之后运行一个命令。

实例：使用sh执行命令，先创建一个文件/tmp/hello，然后每隔3秒向文件中写入当前时间

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: pod-command
  name: pod-command
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: mynginx
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T) >> /tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]

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

5、环境变量设置

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: pod-env
  name: pod-env
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: mynginx
    env:
    - name: 'username'
      value: '张三'
    - name: 'password'
      value: 'root'

6、端口设置

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: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports: # 设置容器暴露的端口列表
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

执行效果：

7、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: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
    resources: # 资源配额
      limits:  # 限制资源（上限）
        cpu: "2" # CPU限制，单位是core数
        memory: "10Gi" # 内存限制
      requests: # 请求资源（下限）
        cpu: "1"  # CPU限制，单位是core数
        memory: "10Mi"  # 内存限制

在这对cpu和memory的单位做一个说明：