【一】kubernetes學習筆記-Pod概念

神奇二進位制發表於2021-05-13

一、Pod 控制器型別

Pod概念

當一個 Pod 建立後,Pause 容器就會隨著 Pod 啟動,只要是有 Pod,Pause 容器就要被啟動。
在同一個 Pod 裡面的容器不能出現埠衝突,否則這個 Pod 可能會出現無法啟動、無限重啟。
一個 Pod 裡面的容器數量是大於等於1。
Pod 裡面的容器都是共享 Pause 的網路棧,在同一個 Pod 裡即共享網路又共享儲存卷。

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RC和RS概念

Replication Controller 用來確保容器應用的副本數始終保持在使用者定義的副本數,即如果有容器異常退出,會自動建立新的 Pod 來代替;而如果異常多出來的容器也會自動回收。

在 K8s 新版本中,官方不再使用RC(Replication Controler),建議使用 RS(ReplicaSet)代替,因為RS支援集合式的 selector。

ReplicaSet 跟 Replication Controller 沒有本質區別,只是名字不一樣,並且 ReplicaSet 支援集合式的 selector。

支援集合式的 selector 作用:
在建立 Pod 的時候會為它打上標籤(tag),也會為 Pod 裡面的容器打上標籤,當需要刪除容器或者進行其他操作的時候,可以通過標籤來進行相關操作。

Deployment原理:

RS 不支援滾動更新,但是 Deployment 支援滾動更新,RS 和 Deployment 建議一起使用的原因是 Deployment 不負責 Pod 建立,Deployment 需要建立 RS 來達到建立 Pod 的能力。

Deployment 結合 RS 使用,滾動更新:

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Deployment 建立出來之後,它會去建立一個 RS,Deployment 再去負責建立對應 Pod;
當某一天需要版本更新,Deployment 會去新建一個RS-2版本,在RS-2下啟動v2版本的第一個容器,則退出v1版本的第一個容器,以此類推...到達滾動更新狀態。

回滾:

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回滾的機制是因為 Deployment 在滾動更新之後,RS-1並沒有刪除,而是被停用狀態,當執行回滾的時候,Deployment 就好啟動舊版本的RS-1,到達一個回滾效果。

StatefulSet概念

StatefulSet 是為了解決有狀態服務的問題,有狀態服務分為 MySQL、MongoDB 等,無狀態服務分為 Nginx、Apache 等。

應用場景包括:

  • 穩定的持久化儲存,即Pod重新排程後還是能訪問到相同的持久化資料,基於PVC來實現;
  • 穩定的網路標誌,即Pod重新排程後其PodName和HostName不變,基於Headless Service 來實現;
  • 有序部署,有序擴充套件;
  • 有序收縮,有序刪除。

DaemonSet概念

DaemonSet 確保全部(或者一些)Node上執行一個 Pod 的副本。當有 Node 加入叢集時,也會為他們新增一個 Pod。當有 Node 從叢集移除時,這些 Pod 也會被回收。刪除 DaemonSet 將會刪除它建立的所有 Pod。

使用 DaemonSet 的一些典型用法:

  • 執行叢集儲存 daemon,例如在每個 Node 上執行 glusterd、ceph。
  • 在每個 Node 上執行日誌收集 daemon,例如fluentd、logstash。
  • 在每個 Node 上執行監控 daemon,例如Prometheus Node Exporter。

Job

Job 負責批處理任務,即僅執行一次的任務,它保證批處理任務的一個或多個 Pod 成功結束。

Job 如果判斷這個指令碼不是正常退出,則重新執行一遍,直到正常退出為止,並且還可以設定正常退出次數,比如正常退出次數兩次,才允許這個指令碼執行成功。

二、服務發現

service概念

如果 Pod 之間沒有相干性,是無法通過一個 Service 代理或者收集的。

Service收集的機制:
第一、比如是通一個 RC、RS、Deployment 建立的 Pod;
第二、或者擁有同一組標籤,Service 通過標籤來收集 Pod。

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三、網路通訊方式

同一個 Pod 內部通訊

同一個 Pod 共享同一個網路名稱空間,共享同一個Linux協議棧,使用迴環網路卡(lo)通訊。

兩個不同 Pod 之間訪問

Pod1 與 Pod2 不在同一臺主機的情況:
Pod 的地址是與 docker0 在同一個網段的,但是 docker0 網段與宿主機網路卡是兩個完全不同的IP網段,並且不同 Node 之間的通訊只能通過宿主機的物理網路卡進行。
將 Pod 的 IP 和所在 Node 的IP關聯起來,通過這個關聯讓 Pod 可以互相訪問。

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假設 Web APP2 需要訪問 Backend:

源地址寫自己的(10.1.15.2/24),目標地址寫(10.1.20.3/24);

由於目標地址不是跟 Web app2 同一網段,所以傳送資料包到閘道器(Docker0);

Docker0閘道器傳送到 Flannel0,Flannel0 有一個路由表儲存在 Etcd 中,根據路由表來進行轉發;

Flannel0 將資料包轉發到 Flanneld,因為 Flannel0 是 Flanneld 中的一個網橋;

到 Flanneld 之後,它會對該資料包文進行二次封裝,請看上圖右邊資料封裝結構;

此時資料包到了66.12這臺機器上:

Flanneld 收到資料包後,解封資料包之後轉發到 Flannel0 網橋中;

Flannel0 轉發到 Docker0,Docker0 根據目標IP地址轉發到 Backend 容器中;

因為 Docker0 只能看到第二層源IP地址和目標IP地址,第一層源IP地址和目標IP地址已經被砍掉了。

Pod1 與 Pod2 在同一臺主機情況:
由 docker0 網橋直接轉發請求到 Pod2,不需要經過 Flannel。

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元件通訊示意圖

節點網路:真實網路,就是節點主機的物理網路卡;
Pod 網路:虛擬網路,所有的 Pod 之間通訊都是通過該網路;
Service 網路:虛擬網路,通過 Service 網路訪問後端Pod。

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以上有不恰當或者講得不對的地方,希望各位留言指正,謝謝!
站在巨人的肩膀上!

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