pod创建过程

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在 Kubernetes 中，Pod 是最小的部署单位，是容器的封装，可以包含一个或多个容器。Pod 的创建过程涉及多个步骤。

1. 用户发起 Pod 创建请求

用户可以通过 kubectl 命令行工具、Kubernetes API 或者 YAML 配置文件来创建 Pod。最常见的方式是通过定义一个 YAML 文件来描述 Pod 的配置。

例子：Pod 配置文件 (pod.yaml)

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
    - name: my-container
      image: nginx:latest
      ports:
        - containerPort: 80

用户运行 kubectl apply -f pod.yaml 或者 kubectl create -f pod.yaml 后，Kubernetes 会启动 Pod 创建过程。

2. API Server 接收创建请求

Kubernetes API Server 是所有管理请求的入口点。当用户提交 kubectl 命令时，API Server 接收到创建 Pod 的请求，并对请求进行验证和授权。

  • 验证：检查 Pod 配置文件是否符合 Kubernetes API 规范。
  • 授权：确认当前用户是否有权限创建该 Pod。

如果验证和授权通过，API Server 会将 Pod 的请求写入 Kubernetes 的 etcd 数据存储。

3. 调度器 (Scheduler) 选择节点

Pod 的创建请求存储在 etcd 中，接下来，Kubernetes 调度器（Scheduler）负责将 Pod 调度到合适的节点（Node）。

  • 资源评估：调度器根据集群中的节点的资源情况（如 CPU、内存、磁盘等）以及 Pod 的需求来选择一个最合适的节点。
  • Node Affinity、Taints & Tolerations：调度器会根据用户在 Pod 中设置的 affinity 和 tolerations 策略来决定 Pod 应该调度到哪个节点。
  • 调度决定：一旦调度器选择了目标节点，Pod 就会被标记为该节点上的一个任务。

4. Kubelet 在节点上创建容器

Kubelet 是运行在每个节点上的代理，负责确保 Pod 中的容器在该节点上正常运行。

  • 获取 Pod 信息：Kubelet 会定期向 API Server 查询该节点上应该运行的 Pod，并检查是否有新的 Pod 需要启动。
  • 拉取镜像：如果容器镜像在该节点上不存在，Kubelet 会拉取镜像。通常，Kubelet 会使用 Docker 或 containerd 等容器运行时来拉取镜像。
  • 创建容器：Kubelet 使用容器运行时（如 Docker、containerd）来创建容器实例。每个容器会根据 Pod 的配置启动，并执行 spec.containers.command 中定义的命令。

5. 容器启动和 Pod 生命周期管理

容器启动后，Kubelet 会持续监控容器的状态，确保容器在 Pod 生命周期内始终处于健康状态。

  • 容器状态检查：Kubelet 通过定期与容器运行时交互，检查容器是否正常运行。如果容器退出或崩溃，Kubelet 会尝试重新启动容器。
  • 健康检查：Kubelet 会定期执行 liveness 和 readiness 探针，确保容器健康。如果容器无法通过探针检查，Kubelet 会根据配置重启容器或进行其他操作。

6. Pod 状态更新

Pod 和容器的状态会在 Kubernetes 集群中不断更新，并通过 API Server 保持同步。Pod 的状态包含以下几种：

  • Pending：Pod 已被调度，但还未开始运行（例如，镜像正在拉取、资源还未准备好等）。
  • Running：Pod 中的容器正在运行。
  • Succeeded：Pod 中的所有容器都已成功完成并退出。
  • Failed：Pod 中的容器退出且未成功。
  • Unknown：Pod 状态无法确定，通常由于与 Node 通信失败导致。

这些状态信息会通过 Kubernetes API 更新到 API Server，并被存储在 etcd 中。

7. 访问与服务发现

一旦 Pod 启动并且运行正常，集群中的其他服务可以通过 DNS 或者 IP 地址或 服务名，来访问该 Pod。

  • DNS 服务：Kubernetes 提供了内建的 DNS 服务，Pod 可以通过 pod-name.namespace.svc.cluster.local 的方式进行访问。
  • Service：通常，Pod 会通过 Kubernetes Service 进行暴露，这样可以提供负载均衡和服务发现的功能。Service 会自动与一组 Pod 关联，并将请求转发到这些 Pod 上。

8. Pod 的终止和删除

当 Pod 的生命周期结束，或用户手动删除 Pod 时，Kubernetes 会执行清理操作：

  • Pod Termination：Kubernetes 会向 Pod 中的所有容器发送终止信号，容器会开始进行优雅关闭。
  • 资源释放：Kubernetes 会释放 Pod 占用的资源，如 CPU、内存等。
  • 删除 Pod 记录：Pod 的状态会从 API Server 中删除，etcd 中的相关数据也会被清理。

总结：Pod 创建过程简述

  1. 用户提交创建请求：通过 YAML 文件或命令行工具（如 kubectl）提交 Pod 创建请求。
  2. API Server 处理请求：API Server 进行验证、授权，并将请求存储到 etcd。
  3. 调度器选择节点：调度器根据资源需求和约束条件选择合适的节点。
  4. Kubelet 创建容器：Kubelet 在节点上拉取镜像并创建容器，启动 Pod。
  5. Pod 状态更新：Pod 和容器的状态通过 API Server 更新。
  6. 访问与服务发现：Pod 启动后可以通过 DNS 或 Kubernetes Service 进行访问。
  7. Pod 终止和删除：Pod 生命周期结束时，Kubernetes 会进行清理和删除操作。