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关于 Kubernetes中Pod的一些笔记（二）

山河已无恙发表于 2021/11/25 23:26:51 2021/11/25

【摘要】钱比你想象的重要得多，超过20岁了就别整天活在梦里了，对于平凡的你来讲，钱就是你的尊严。

写在前面

学习K8s，刚把Pod学完，整理笔记记忆
笔记主要是Pod的一些基本操作,偏实战,理论很少：
笔记内容包括:
- 创建Pod的两种方式，相关镜像下载，重启机制
- Pod的详细信息，日志、命令运行等、生命周期等
- 初始化Pod和静态Pod
- Pod的调度(选择器、指定节点、主机亲和性)
- 节点的coedon与drain
- 节点的taint(污点)及容忍污点(tolerations)
- 部分地方使用了ansible，但是不影响阅读

钱比你想象的重要得多，超过20岁了就别整天活在梦里了，对于平凡的你来讲，钱就是你的尊严。

四、初始化Pod

所谓初始化pod，类比java中的构造概念，如果pod的创建命令类比java的构造函数的话，那么初始化容器即为构造块，java中构造块是在构造函数之前执行的一些语句块。初始化容器即为主容器构造前执行的一些语句

初始化规则:
它们总是运行到完成。
每个都必须在下一个启动之前成功完成。
如果 Pod 的 Init 容器失败，Kubernetes 会不断地重启该 Pod，直到 Init 容器成功为止。然而，如果 Pod 对应的restartPolicy 为 Never，它不会重新启动。
Init 容器支持应用容器的全部字段和特性，但不支持 Readiness Probe，因为它们必须在 Pod 就绪之前运行完成。
如果为一个 Pod 指定了多个 Init 容器，那些容器会按顺序一次运行一个。每个 Init 容器必须运行成功，下一个才能够运行。
因为`Init`容器可能会被重启、重试或者重新执行，`所以 Init 容器的代码应该是幂等的。`特别地，被写到EmptyDirs 中文件的代码，应该对输出文件可能已经存在做好准备。
在 `Pod` 上使用 `activeDeadlineSeconds`，在容器上使用 `livenessProbe`，这样能够避免`Init`容器一直失败。这就为 Init 容器活跃设置了一个期限。
在`Pod`中的每个`app` 和`Init`容器的名称必须唯一；与任何其它容器共享同一个名称，会在验证时抛出错误。
对 `Init`容器`spec` 的修改，被限制在容器 `image`字段中。更改 `Init` 容器的`image`字段，等价于重启该`Pod`。

初始化容器在pod资源文件里的initContainers里定义，和containers是同一级

通过初始化容器修改内核参数

创建初始化容器，这里我们通过初始化容器修改swap的一个内核参数为0，即使用交换分区频率为0

Alpine 操作系统是一个面向安全的轻型 Linux 发行版。它不同于通常 Linux 发行版，Alpine 采用了 musl libc 和 busybox 以减小系统的体积和运行时资源消耗，但功能上比 busybox 又完善的多，因此得到开源社区越来越多的青睐。在保持瘦身的同时，Alpine 还提供了自己的包管理工具 apk，可以通过 https://pkgs.alpinelinux.org/packages 网站上查询包信息，也可以直接通过 apk 命令直接查询和安装各种软件

YAML文件编写

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-init
  name: pod-init
spec:
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: pod1-init
    resources: {}
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
  initContainers:
  - image: alpine
    name: init
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh","-c","sbin/sysctl -w vm.swappiness=0"]
    securityContext:
      privileged: true
status: {}

查看系统默认值，运行pod

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$cat /proc/sys/vm/swappiness
30

创建初始化容器

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$kubectl apply  -f pod_init.yaml
pod/pod-init created
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$kubectl get pod -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP               NODE                         NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-init      1/1     Running   0          11m    10.244.70.54     vms83.liruilongs.github.io   <none>           <none>

pod创建成功验证一下

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$cd ..
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible 192.168.26.83 -m shell -a "cat /proc/sys/vm/swappiness"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
0

初始化容器和普通容器数据共享

配置文件编写

这里我们配置一个共享卷，然后再初始化容器里同步数据到普通的容器里。

pod_init1.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-init1
  name: pod-init1
spec:
  volumes:
  - name: workdir
    emptyDir: {}
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: pod1-init
    resources: {}
    volumeMounts:
    - name: workdir
      mountPath: "/2021"
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
  initContainers:
  - image: busybox
    name: init
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh","-c","touch /work-dir/liruilong.txt"]
    volumeMounts:
    - name: workdir
      mountPath: "work-dir"
status: {}

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$kubectl apply -f  pod_init1.yaml
pod/pod-init1 created
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$kubectl get pods pod-init1
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-init1   1/1     Running   0          30s
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-pod-create]
└─$kubectl exec -it pod-init1 /bin/sh
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
Defaulted container "pod1-init" out of: pod1-init, init (init)
# ls
2021  boot  docker-entrypoint.d   etc   lib    media  opt   root  sbin  sys  usr
bin   dev   docker-entrypoint.sh  home  lib64  mnt    proc  run   srv   tmp  var
# cd 2021;ls
liruilong.txt
#

五、静态pod

正常情况下，pod是在master上统一管理的,所谓静态pod就是，即不是由master上创建调度的，是属于node自身特的pod，在node上只要启动kubelet之后，就会自动的创建的pod。这里理解的话，结合java静态熟悉，静态方法理解，即的node节点初始化的时候需要创建的一些pod

比如 kubeadm的安装k8s的话，所以的服务都是通过容器的方式运行的。相比较二进制的方式方便很多,这里的话，那么涉及到master节点的相关组件在没有k8s环境时是如何运行，构建master节点的，这里就涉及到静态pod的问题。

工作节点创建静态pod

工作节点查看kubelet 启动参数配置文件

/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf
`--pod-manifest-path=/etc/kubernetes/kubelet.d`

`Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf --pod-manifest-path=/etc/kubernetes/kubelet.d"`
`mkdir -p /etc/kubernetes/kubelet.d`

首先需要在配置文件中添加加载静态pod 的yaml文件位置
先在本地改配置文件，使用ansible发送到node节点上，

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf
# Note: This dropin only works with kubeadm and kubelet v1.11+
[Service]
Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf --pod-manifest-path=/etc/kubernetes/kubelet.d"
Environment="KUBELET_CONFIG_ARGS=--config=/var/lib/kubelet/config.yaml"
# This is a file that "kubeadm init" and "kubeadm join" generates at runtime, populating the KUBELET_KUBEADM_ARGS variable dynamically
EnvironmentFile=-/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
# This is a file that the user can use for overrides of the kubelet args as a last resort. Preferably, the user should use
# the .NodeRegistration.KubeletExtraArgs object in the configuration files instead. KUBELET_EXTRA_ARGS should be sourced from this file.
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/kubelet
ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$mkdir -p /etc/kubernetes/kubelet.d

修改配置后需要加载配置文件重启kubelet

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m  copy  -a "src=/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf dest=/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf force
=yes"
192.168.26.82 | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": true,
    "checksum": "13994d828e831f4aa8760c2de36e100e7e255526",
    "dest": "/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf",
    "gid": 0,
    "group": "root",
    "md5sum": "0cfe0f899ea24596f95aa2e175f0dd08",
    "mode": "0644",
    "owner": "root",
    "size": 946,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1637403640.92-32296-63660481173900/source",
    "state": "file",
    "uid": 0
}
192.168.26.83 | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": true,
    "checksum": "13994d828e831f4aa8760c2de36e100e7e255526",
    "dest": "/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf",
    "gid": 0,
    "group": "root",
    "md5sum": "0cfe0f899ea24596f95aa2e175f0dd08",
    "mode": "0644",
    "owner": "root",
    "size": 946,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1637403640.89-32297-164984088437265/source",
    "state": "file",
    "uid": 0
}

创建配置文件文件夹

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m  shell -a "mkdir -p /etc/kubernetes/kubelet.d"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>

192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>

加载配置文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m  shell -a "systemctl daemon-reload"
192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>

192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>

重启kubelet

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m  shell -a "systemctl restart kubelet"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>

192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>

现在我们需要到Node的/etc/kubernetes/kubelet.d里创建一个yaml文件，然后根据这个yaml文件，创建一个pod，这样创建出来的node，是不会接受master的管理的。我们同样使用ansible的方式来处理

配置文件编写

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat static-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-static
  name: pod-static
  namespeace: default
spec:
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: pod-demo
    resources: {}
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}

default名称空间里创建两个静态pod

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m copy -a "src=./static-pod.yaml dest=/etc/kubernetes/kubelet.d/static-pod.yaml"
192.168.26.83 | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": true,
    "checksum": "9b059b0acb4cd99272809d1785926092816f8771",
    "dest": "/etc/kubernetes/kubelet.d/static-pod.yaml",
    "gid": 0,
    "group": "root",
    "md5sum": "41515d4c5c116404cff9289690cdcc20",
    "mode": "0644",
    "owner": "root",
    "size": 302,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1637474358.05-72240-139405051351544/source",
    "state": "file",
    "uid": 0
}
192.168.26.82 | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": true,
    "checksum": "9b059b0acb4cd99272809d1785926092816f8771",
    "dest": "/etc/kubernetes/kubelet.d/static-pod.yaml",
    "gid": 0,
    "group": "root",
    "md5sum": "41515d4c5c116404cff9289690cdcc20",
    "mode": "0644",
    "owner": "root",
    "size": 302,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1637474357.94-72238-185516913523170/source",
    "state": "file",
    "uid": 0
}

node检查一下，配置文件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a " cat /etc/kubernetes/kubelet.d/static-pod.yaml"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-static
  name: pod-static
  namespeace: default
spec:
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: pod-demo
    resources: {}
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}
192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: pod-static
  name: pod-static
  namespeace: default
spec:
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: pod-demo
    resources: {}
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}

查看静态pod

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$kubectl get pod -n default
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-static-vms82.liruilongs.github.io   1/1     Running   0          8m17s
pod-static-vms83.liruilongs.github.io   1/1     Running   0          9m3s
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "rm -rf /etc/kubernetes/kubelet.d/static-pod.yaml"

master 节点创建pod

这里我们换一种方式创建一个pod，通过 KUBELET_CONFIG_ARGS=--config=/var/lib/kubelet/config.yaml中定义的静态pod位置的方式创建pod

这里需要注意的是如果master节点是使用 --pod-manifest-path=/etc/kubernetes/kubelet.d的方式的话，k8s就会无法启动，因为--pod-manifest-path会覆盖staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests。

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf
# Note: This dropin only works with kubeadm and kubelet v1.11+
[Service]
Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf "
Environment="KUBELET_CONFIG_ARGS=--config=/var/lib/kubelet/config.yaml"
# This is a file that "kubeadm init" and "kubeadm join" generates at runtime, populating the KUBELET_KUBEADM_ARGS variable dynamically
EnvironmentFile=-/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
# This is a file that the user can use for overrides of the kubelet args as a last resort. Preferably, the user should use
# the .NodeRegistration.KubeletExtraArgs object in the configuration files instead. KUBELET_EXTRA_ARGS should be sourced from this file.
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/kubelet
ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$grep static /var/lib/kubelet/config.yaml
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$

/etc/kubernetes/manifests/ 里面放着k8s环境需要的一些静态pod组件

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ls -l  /etc/kubernetes/manifests/
总用量 16
-rw------- 1 root root 2284 10月 19 00:09 etcd.yaml
-rw------- 1 root root 3372 10月 19 00:10 kube-apiserver.yaml
-rw------- 1 root root 2893 10月 19 00:10 kube-controller-manager.yaml
-rw------- 1 root root 1479 10月 19 00:10 kube-scheduler.yaml
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$

直接copy之前的配置文件在master节点创建静态pod，并检查

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cp static-pod.yaml /etc/kubernetes/manifests/static-pod.yaml
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$kubectl get pods -n default
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-static-vms81.liruilongs.github.io   1/1     Running   0          13s
pod-static-vms82.liruilongs.github.io   1/1     Running   0          34m
pod-static-vms83.liruilongs.github.io   1/1     Running   0          35m
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$rm -rf /etc/kubernetes/manifests/static-pod.yaml

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通过初始化容器修改内核参数

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