k8s中pause pod作用

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在 Kubernetes 中，Pause Pod 并不是一个独立的 Pod 类型，而是指每个 Pod 中自动创建的一个特殊容器，通常被称为 pause 容器。它的作用是为 Pod 提供基础设施支持，确保 Pod 中的其他容器能够正常运行。

Pause 容器的作用

  1. 共享网络命名空间

    • Pause 容器为 Pod 中的所有容器提供了一个共享的网络命名空间（network namespace）。这意味着 Pod 内的所有容器共享同一个 IP 地址、端口空间和网络栈。
    • 通过这种方式，Pod 内的容器可以通过 localhost 相互通信，而无需关心网络配置的复杂性。

  2. 共享存储卷命名空间

    • Pause 容器还负责维护 Pod 的挂载卷命名空间（mount namespace）。Pod 中定义的卷（如 PersistentVolume 或 ConfigMap）会先挂载到 pause 容器中，然后其他容器可以通过共享的方式访问这些卷。
    • 这确保了 Pod 内容器之间的存储一致性。

  3. 作为 Pod 的“占位符”

    • Pause 容器是一个始终运行的轻量级进程，它的存在确保了 Pod 在 Kubernetes 集群中有一个稳定的“生命周期”。即使 Pod 中的应用容器崩溃或退出，pause 容器会保持运行，维持 Pod 的状态，避免 Pod 被 Kubernetes 立刻销毁。（新拉起容器，ip不会变）
    • 这为控制器（如 Deployment）提供了重新调度或重启应用容器的机会。

  4. 简化容器管理

    • Pause 容器的存在让 Kubernetes 不需要为每个应用容器单独管理网络和存储，而是将这些基础设施任务集中在一个地方处理，简化了容器编排的复杂度。

Pause 容器的工作原理

  • 镜像：Pause 容器通常基于一个极小的镜像（例如 k8s.gcr.io/pause），它的主要任务是启动后进入睡眠状态（pause() 系统调用），几乎不消耗资源。
  • 创建时机：当你创建一个 Pod 时，Kubernetes 的 kubelet 会自动为该 Pod 创建一个 pause 容器，然后再启动用户定义的应用容器。
  • 生命周期：Pause 容器的生命周期与 Pod 一致。只要 Pod 存在，pause 容器就会运行；当 Pod 被删除时，pause 容器也会随之销毁，pod内container crash，pause正常运行。

示例：Pod 的内部结构

假设你定义了一个简单的 Pod：

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest

在运行时，Kubernetes 会为这个 Pod 创建两个容器：

  1. pause 容器（隐式创建，用户不可见但可以通过 docker ps 或 crictl ps 查看）。
  2. nginx 容器（用户定义的容器）。

你可以用以下命令在节点上查看：

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kubectl get pods
# 然后 SSH 到对应的节点
crictl ps

输出会显示一个 pause 容器和一个 nginx 容器，它们共享同一个 Pod 的命名空间。

Pause 容器的实际意义

  • 为什么不用应用容器直接做这些事？
    • 如果让应用容器自己管理网络和存储，会增加应用的复杂性，而且一旦应用容器崩溃，整个 Pod 的基础设施会丢失。Pause 容器将这些职责分离出来，保证了稳定性。
  • 对用户的影响：
    • 普通用户无需直接操作 pause 容器，它完全由 Kubernetes 内部管理。但了解它的作用有助于调试网络问题或理解 Pod 的运行机制。

总结

Pause 容器的核心作用是作为 Pod 的“基础设施容器”，负责提供共享的网络和存储命名空间，并维持 Pod 的生命周期。它是一个幕后英雄，虽然用户很少直接与它交互，但它是 Kubernetes Pod 模型不可或缺的一部分。