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Kubernetes学习之路(十一)之Pod状态和生命周期管理

LM123
2019-06-12 17:43:21

一、什么是Pod?
Pod是kubernetes中你可以创建和部署的最小也是最简的单位。一个Pod代表着集群中运行的一个进程。

Pod中封装着应用的容器(有的情况下是好几个容器),存储、独立的网络IP,管理容器如何运行的策略选项。Pod代表着部署的一个单位:kubernetes中应用的一个实例,可能由一个或者多个容器组合在一起共享资源。

在Kubrenetes集群中Pod有如下两种使用方式:

  • 一个Pod中运行一个容器。“每个Pod中一个容器”的模式是最常见的用法;在这种使用方式中,你可以把Pod想象成是单个容器的封装,kuberentes管理的是Pod而不是直接管理容器。
  • 在一个Pod中同时运行多个容器。一个Pod中也可以同时封装几个需要紧密耦合互相协作的容器,它们之间共享资源。这些在同一个Pod中的容器可以互相协作成为一个service单位——一个容器共享文件,另一个“sidecar”容器来更新这些文件。Pod将这些容器的存储资源作为一个实体来管理。

Pod中共享的环境包括Linux的namespace,cgroup和其他可能的隔绝环境,这一点跟Docker容器一致。在Pod的环境中,每个容器中可能还有更小的子隔离环境。

Pod中的容器共享IP地址和端口号,它们之间可以通过localhost互相发现。它们之间可以通过进程间通信,需要明白的是同一个Pod下的容器是通过lo网卡进行通信。例如SystemV信号或者POSIX共享内存。不同Pod之间的容器具有不同的IP地址,不能直接通过IPC通信。

Pod中的容器也有访问共享volume的权限,这些volume会被定义成pod的一部分并挂载到应用容器的文件系统中。

就像每个应用容器,pod被认为是临时实体。在Pod的生命周期中,pod被创建后,被分配一个唯一的ID(UID),调度到节点上,并一致维持期望的状态直到被终结(根据重启策略)或者被删除。如果node死掉了,分配到了这个node上的pod,在经过一个超时时间后会被重新调度到其他node节点上。一个给定的pod(如UID定义的)不会被“重新调度”到新的节点上,而是被一个同样的pod取代,如果期望的话甚至可以是相同的名字,但是会有一个新的UID(查看replication controller获取详情)。

二、Pod中如何管理多个容器?
Pod中可以同时运行多个进程(作为容器运行)协同工作。同一个Pod中的容器会自动的分配到同一个 node 上。同一个Pod中的容器共享资源、网络环境和依赖,它们总是被同时调度。

注意在一个Pod中同时运行多个容器是一种比较高级的用法。只有当你的容器需要紧密配合协作的时候才考虑用这种模式。例如,你有一个容器作为web服务器运行,需要用到共享的volume,有另一个“sidecar”容器来从远端获取资源更新这些文件,如下图所示:

Pod中可以共享两种资源:网络和存储。

网络:
  每个Pod都会被分配一个唯一的IP地址。Pod中的所有容器共享网络空间,包括IP地址和端口。Pod内部的容器可以使用localhost互相通信。Pod中的容器与外界通信时,必须分配共享网络资源(例如使用宿主机的端口映射)。

存储:
  可以Pod指定多个共享的Volume。Pod中的所有容器都可以访问共享的volume。Volume也可以用来持久化Pod中的存储资源,以防容器重启后文件丢失。

三、使用Pod
通常把Pod分为两类:

  • 自主式Pod :这种Pod本身是不能自我修复的,当Pod被创建后(不论是由你直接创建还是被其他Controller),都会被Kuberentes调度到集群的Node上。直到Pod的进程终止、被删掉、因为缺少资源而被驱逐、或者Node故障之前这个Pod都会一直保持在那个Node上。Pod不会自愈。如果Pod运行的Node故障,或者是调度器本身故障,这个Pod就会被删除。同样的,如果Pod所在Node缺少资源或者Pod处于维护状态,Pod也会被驱逐。
  • 控制器管理的Pod:Kubernetes使用更高级的称为Controller的抽象层,来管理Pod实例。Controller可以创建和管理多个Pod,提供副本管理、滚动升级和集群级别的自愈能力。例如,如果一个Node故障,Controller就能自动将该节点上的Pod调度到其他健康的Node上。虽然可以直接使用Pod,但是在Kubernetes中通常是使用Controller来管理Pod的。如下图:

每个Pod都有一个特殊的被称为“根容器”的Pause 容器。 Pause容器对应的镜像属于Kubernetes平台的一部分,除了Pause容器,每个Pod还包含一个或者多个紧密相关的用户业务容器。

Kubernetes设计这样的Pod概念和特殊组成结构有什么用意?????

原因一:在一组容器作为一个单元的情况下,难以对整体的容器简单地进行判断及有效地进行行动。比如,一个容器死亡了,此时是算整体挂了么?那么引入与业务无关的Pause容器作为Pod的根容器,以它的状态代表着整个容器组的状态,这样就可以解决该问题。

原因二:Pod里的多个业务容器共享Pause容器的IP,共享Pause容器挂载的Volume,这样简化了业务容器之间的通信问题,也解决了容器之间的文件共享问题。

四、Pod的持久性和终止
(1)Pod的持久性
Pod在设计支持就不是作为持久化实体的。在调度失败、节点故障、缺少资源或者节点维护的状态下都会死掉会被驱逐。

通常,用户不需要手动直接创建Pod,而是应该使用controller(例如Deployments),即使是在创建单个Pod的情况下。Controller可以提供集群级别的自愈功能、复制和升级管理。

(2)Pod的终止
因为Pod作为在集群的节点上运行的进程,所以在不再需要的时候能够优雅的终止掉是十分必要的(比起使用发送KILL信号这种暴力的方式)。用户需要能够放松删除请求,并且知道它们何时会被终止,是否被正确的删除。用户想终止程序时发送删除pod的请求,在pod可以被强制删除前会有一个宽限期,会发送一个TERM请求到每个容器的主进程。一旦超时,将向主进程发送KILL信号并从API server中删除。如果kubelet或者container manager在等待进程终止的过程中重启,在重启后仍然会重试完整的宽限期。

示例流程如下:

  1. 用户发送删除pod的命令,默认宽限期是30秒;
  2. 在Pod超过该宽限期后API server就会更新Pod的状态为“dead”;
  3. 在客户端命令行上显示的Pod状态为“terminating”;
  4. 跟第三步同时,当kubelet发现pod被标记为“terminating”状态时,开始停止pod进程:
  5. 跟第三步同时,该Pod将从该service的端点列表中删除,不再是replication controller的一部分。关闭的慢的pod将继续处理load balancer转发的流量;如果在pod中定义了preStop hook,在停止pod前会被调用。如果在宽限期过后,preStop hook依然在运行,第二步会再增加2秒的宽限期;向Pod中的进程发送TERM信号;
  6. 过了宽限期后,将向Pod中依然运行的进程发送SIGKILL信号而杀掉进程。
  7. Kublete会在API server中完成Pod的的删除,通过将优雅周期设置为0(立即删除)。Pod在API中消失,并且在客户端也不可见。

    删除宽限期默认是30秒。 kubectl delete命令支持 —grace-period=<seconds> 选项,允许用户设置自己的宽限期。如果设置为0将强制删除pod。在kubectl>=1.5版本的命令中,你必须同时使用 --force 和 --grace-period=0 来强制删除pod。

Pod的强制删除是通过在集群和etcd中将其定义为删除状态。当执行强制删除命令时,API server不会等待该pod所运行在节点上的kubelet确认,就会立即将该pod从API server中移除,这时就可以创建跟原pod同名的pod了。这时,在节点上的pod会被立即设置为terminating状态,不过在被强制删除之前依然有一小段优雅删除周期。

五、Pause容器
Pause容器,又叫Infra容器。我们检查node节点的时候会发现每个node上都运行了很多的pause容器,例如如下。

[root@k8s-node01 ~]# docker ps |grep pause
0cbf85d4af9e    k8s.gcr.io/pause:3.1   "/pause"     7 days ago  Up 7 days   k8s_POD_myapp-848b5b879b-ksgnv_default_0af41a40-a771-11e8-84d2-000c2972dc1f_0
d6e4d77960a7    k8s.gcr.io/pause:3.1   "/pause"     7 days ago  Up 7 days   k8s_POD_myapp-848b5b879b-5f69p_default_09bc0ba1-a771-11e8-84d2-000c2972dc1f_0
5f7777c55d2a    k8s.gcr.io/pause:3.1   "/pause"     7 days ago  Up 7 days   k8s_POD_kube-flannel-ds-pgpr7_kube-system_23dc27e3-a5af-11e8-84d2-000c2972dc1f_1
8e56ef2564c2    k8s.gcr.io/pause:3.1   "/pause"     7 days ago  Up 7 days   k8s_POD_client2_default_17dad486-a769-11e8-84d2-000c2972dc1f_1
7815c0d69e99    k8s.gcr.io/pause:3.1   "/pause"     7 days ago  Up 7 days   k8s_POD_nginx-deploy-5b595999-872c7_default_7e9df9f3-a6b6-11e8-84d2-000c2972dc1f_2
b4e806fa7083    k8s.gcr.io/pause:3.1   "/pause"     7 days ago  Up 7 days   k8s_POD_kube-proxy-vxckf_kube-system_23dc0141-a5af-11e8-84d2-000c2972dc1f_2

kubernetes中的pause容器主要为每个业务容器提供以下功能:

在pod中担任Linux命名空间共享的基础;
启用pid命名空间,开启init进程。
如图:

[root@k8s-node01 ~]# docker run -d --name pause -p 8880:80 k8s.gcr.io/pause:3.1
d3057ceb54bc6565d28ded2c33ad2042010be73d76117775c130984c3718d609
[root@k8s-node01 ~]# cat <<EOF >> nginx.conf
> error_log stderr;
> events { worker_connections  1024; }
> http {
>     access_log /dev/stdout combined;
>     server {
>         listen 80 default_server;
>         server_name example.com www.example.com;
>         location / {
>             proxy_pass http://127.0.0.1:2368;
>         }
>     }
> }
> EOF
[root@k8s-node01 ~]# docker run -d --name nginx -v `pwd`/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf --net=container:pause --ipc=container:pause --pid=container:pause nginx
d04f848b7386109085ee350ebb81103e4efc7df8e48da18404efb9712f926082
[root@k8s-node01 ~]#  docker run -d --name ghost --net=container:pause --ipc=container:pause --pid=container:pause ghost
332c86a722f71680b76b3072e85228a8d8e9608456c653edd214f06c2a77f112

现在访问http://192.168.56.12:8880/就可以看到ghost博客的界面了。

解析

pause容器将内部的80端口映射到宿主机的8880端口,pause容器在宿主机上设置好了网络namespace后,nginx容器加入到该网络namespace中,我们看到nginx容器启动的时候指定了--net=container:pause,ghost容器同样加入到了该网络namespace中,这样三个容器就共享了网络,互相之间就可以使用localhost直接通信,--ipc=contianer:pause --pid=container:pause就是三个容器处于同一个namespace中,init进程为pause,这时我们进入到ghost容器中查看进程情况。

[root@k8s-node01 ~]# docker exec -it ghost /bin/bash
root@d3057ceb54bc:/var/lib/ghost# ps axu 
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.0   1012     4 ?        Ss   03:48   0:00 /pause
root          6  0.0  0.0  32472   780 ?        Ss   03:53   0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
systemd+     11  0.0  0.1  32932  1700 ?        S    03:53   0:00 nginx: worker process
node         12  0.4  7.5 1259816 74868 ?       Ssl  04:00   0:07 node current/index.js
root         77  0.6  0.1  20240  1896 pts/0    Ss   04:29   0:00 /bin/bash
root         82  0.0  0.1  17496  1156 pts/0    R+   04:29   0:00 ps axu

在ghost容器中同时可以看到pause和nginx容器的进程,并且pause容器的PID是1。而在kubernetes中容器的PID=1的进程即为容器本身的业务进程。

六、init容器
Pod 能够具有多个容器,应用运行在容器里面,但是它也可能有一个或多个先于应用容器启动的 Init 容器。

Init 容器与普通的容器非常像,除了如下两点:

Init 容器总是运行到成功完成为止。
每个 Init 容器都必须在下一个 Init 容器启动之前成功完成。
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。

七、Pod的生命周期
(1)Pod phase(Pod的相位)
Pod 的 status 在信息保存在 PodStatus 中定义,其中有一个 phase 字段。

Pod 的相位(phase)是 Pod 在其生命周期中的简单宏观概述。该阶段并不是对容器或 Pod 的综合汇总,也不是为了做为综合状态机。

Pod 相位的数量和含义是严格指定的。除了本文档中列举的状态外,不应该再假定 Pod 有其他的 phase值。

下面是 phase 可能的值:

挂起(Pending):API Server创建了Pod资源对象并已经存入了etcd中,但是它并未被调度完成,或者仍然处于从仓库下载镜像的过程中。
运行中(Running):Pod已经被调度到某节点之上,并且所有容器都已经被kubelet创建完成。
成功(Succeeded):Pod 中的所有容器都被成功终止,并且不会再重启。
失败(Failed):Pod 中的所有容器都已终止了,并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说,容器以非0状态退出或者被系统终止。
未知(Unknown):因为某些原因无法取得 Pod 的状态,通常是因为与 Pod 所在主机通信失败。
下图是Pod的生命周期示意图,从图中可以看到Pod状态的变化。

(2)Pod的创建过程
Pod是Kubernetes的基础单元,了解其创建的过程,更有助于理解系统的运作。

①用户通过kubectl或其他API客户端提交Pod Spec给API Server。

②API Server尝试将Pod对象的相关信息存储到etcd中,等待写入操作完成,API Server返回确认信息到客户端。

③API Server开始反映etcd中的状态变化。

④所有的Kubernetes组件通过"watch"机制跟踪检查API Server上的相关信息变动。

⑤kube-scheduler(调度器)通过其"watcher"检测到API Server创建了新的Pod对象但是没有绑定到任何工作节点。

⑥kube-scheduler为Pod对象挑选一个工作节点并将结果信息更新到API Server。

⑦调度结果新消息由API Server更新到etcd,并且API Server也开始反馈该Pod对象的调度结果。

⑧Pod被调度到目标工作节点上的kubelet尝试在当前节点上调用docker engine进行启动容器,并将容器的状态结果返回到API Server。

⑨API Server将Pod信息存储到etcd系统中。

⑩在etcd确认写入操作完成,API Server将确认信息发送到相关的kubelet。

(3)Pod的状态
Pod 有一个 PodStatus 对象,其中包含一个 PodCondition 数组。 PodCondition 数组的每个元素都有一个 type 字段和一个 status 字段。type 字段是字符串,可能的值有 PodScheduled、Ready、Initialized 和 Unschedulable。status 字段是一个字符串,可能的值有 True、False 和 Unknown。

(4)Pod存活性探测
在pod生命周期中可以做的一些事情。主容器启动前可以完成初始化容器,初始化容器可以有多个,他们是串行执行的,执行完成后就推出了,在主程序刚刚启动的时候可以指定一个post start 主程序启动开始后执行一些操作,在主程序结束前可以指定一个 pre stop 表示主程序结束前执行的一些操作。在程序启动后可以做两类检测 liveness probe(存活性探测) 和 readness probe(就绪性探测)。如下图:

探针是由 kubelet 对容器执行的定期诊断。要执行诊断,kubelet 调用由容器实现的Handler。其存活性探测的方法有以下三种:

ExecAction:在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为 0 则认为诊断成功。
TCPSocketAction:对指定端口上的容器的 IP 地址进行 TCP 检查。如果端口打开,则诊断被认为是成功的。
HTTPGetAction:对指定的端口和路径上的容器的 IP 地址执行 HTTP Get 请求。如果响应的状态码大于等于200 且小于 400,则诊断被认为是成功的。
设置exec探针举例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness-exec
  name: liveness-exec
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-demo
    image: busybox
    args: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/healthy;sleep 60;rm -rf /tmp/healthy;"sleep 600]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/healthy"]

上面的资源清单中定义了一个Pod 对象, 基于 busybox 镜像 启动 一个 运行“ touch/ tmp/ healthy; sleep 60; rm- rf/ tmp/ healthy; sleep 600” 命令 的 容器, 此 命令 在 容器 启动 时 创建/ tmp/ healthy 文件, 并于 60 秒 之后 将其 删除。 存活 性 探针 运行“ test -e/ tmp/ healthy” 命令 检查/ tmp/healthy 文件 的 存在 性, 若 文件 存在 则 返回 状态 码 0, 表示 成功 通过 测试。

设置HTTP探针举例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness-http
  name: liveness-http
spec:
  containers:
  - name: liveness-http-demo
    image: nginx:1.12-alpine
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","echo healthy > /usr/share/nginx/html/healthy"]
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthy
        port: http
        scheme: HTTP

上面 清单 文件 中 定义 的 httpGet 测试 中, 请求 的 资源 路径 为“/ healthy”, 地址 默认 为 Pod IP, 端口 使用 了 容器 中 定义 的 端口 名称 HTTP, 这也 是 明确 为 容器 指明 要 暴露 的 端口 的 用途 之一。

设置TCP探针举例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness-tcp
  name: liveness-tcp
spec:
  containers:
  - name: liveness-tcp-demo
    image: nginx:1.12-alpine
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: http

 

上面的资源清单文件,向Pod IP的80/tcp端口发起连接请求,并根据连接建立的状态判断Pod存活状态。

每次探测都将获得以下三种结果之一:

成功:容器通过了诊断。
失败:容器未通过诊断。
未知:诊断失败,因此不会采取任何行动。
Kubelet 可以选择是否执行在容器上运行的两种探针执行和做出反应:

livenessProbe:指示容器是否正在运行。如果存活探测失败,则 kubelet 会杀死容器,并且容器将受到其 重启策略 的影响。如果容器不提供存活探针,则默认状态为 Success。
readinessProbe:指示容器是否准备好服务请求。如果就绪探测失败,端点控制器将从与 Pod 匹配的所有 Service 的端点中删除该 Pod 的 IP 地址。初始延迟之前的就绪状态默认为 Failure。如果容器不提供就绪探针,则默认状态为 Success。
(5)livenessProbe和readinessProbe使用场景
如果容器中的进程能够在遇到问题或不健康的情况下自行崩溃,则不一定需要存活探针; kubelet 将根据 Pod 的restartPolicy 自动执行正确的操作。

如果希望容器在探测失败时被杀死并重新启动,那么请指定一个存活探针,并指定restartPolicy 为 Always 或 OnFailure。

如果要仅在探测成功时才开始向 Pod 发送流量,请指定就绪探针。在这种情况下,就绪探针可能与存活探针相同,但是 spec 中的就绪探针的存在意味着 Pod 将在没有接收到任何流量的情况下启动,并且只有在探针探测成功后才开始接收流量。

如果您希望容器能够自行维护,您可以指定一个就绪探针,该探针检查与存活探针不同的端点。

请注意,如果您只想在 Pod 被删除时能够排除请求,则不一定需要使用就绪探针;在删除 Pod 时,Pod 会自动将自身置于未完成状态,无论就绪探针是否存在。当等待 Pod 中的容器停止时,Pod 仍处于未完成状态。

(6)Pod的重启策略
PodSpec 中有一个 restartPolicy 字段,可能的值为 Always、OnFailure 和 Never。默认为 Always。 restartPolicy 适用于 Pod 中的所有容器。restartPolicy 仅指通过同一节点上的 kubelet 重新启动容器。失败的容器由 kubelet 以五分钟为上限的指数退避延迟(10秒,20秒,40秒...)重新启动,并在成功执行十分钟后重置。pod一旦绑定到一个节点,Pod 将永远不会重新绑定到另一个节点。

(7)Pod的生命
一般来说,Pod 不会消失,直到人为销毁他们。这可能是一个人或控制器。这个规则的唯一例外是成功或失败的 phase 超过一段时间(由 master 确定)的Pod将过期并被自动销毁。

有三种可用的控制器:

使用 Job 运行预期会终止的 Pod,例如批量计算。Job 仅适用于重启策略为 OnFailure 或 Never 的 Pod。
对预期不会终止的 Pod 使用 ReplicationController、ReplicaSet 和 Deployment ,例如 Web 服务器。 ReplicationController 仅适用于具有 restartPolicy 为 Always 的 Pod。
提供特定于机器的系统服务,使用 DaemonSet 为每台机器运行一个 Pod 。
所有这三种类型的控制器都包含一个 PodTemplate。建议创建适当的控制器,让它们来创建 Pod,而不是直接自己创建 Pod。这是因为单独的 Pod 在机器故障的情况下没有办法自动复原,而控制器却可以。

如果节点死亡或与集群的其余部分断开连接,则 Kubernetes 将应用一个策略将丢失节点上的所有 Pod 的 phase 设置为 Failed。

(8)livenessProbe解析

[root@k8s-master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe

KIND:     Pod
VERSION:  v1

RESOURCE: livenessProbe <Object>

exec  command 的方式探测 例如 ps 一个进程

failureThreshold 探测几次失败 才算失败 默认是连续三次

periodSeconds 每次的多长时间探测一次  默认10s

timeoutSeconds 探测超市的秒数 默认1s

initialDelaySeconds  初始化延迟探测,第一次探测的时候,因为主程序未必启动完成

tcpSocket 检测端口的探测

httpGet http请求探测

举个例子:定义一个liveness的pod资源类型,基础镜像为busybox,在busybox这个容器启动后会执行创建/tmp/test的文件啊,并删除,然后等待3600秒。随后定义了存活性探测,方式是以exec的方式执行命令判断/tmp/test是否存在,存在即表示存活,不存在则表示容器已经挂了。

[root@k8s-master ~]# vim liveness.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
  labels:
    name: myapp
spec:
  containers:
  - name: livess-exec
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/test; sleep 30; rm -f /tmp/test; sleep 3600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/test"]
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f lineness.yaml 

(9)资源需求和资源限制
在Docker的范畴内,我们知道可以对运行的容器进行请求或消耗的资源进行限制。而在Kubernetes中,也有同样的机制,容器或Pod可以进行申请和消耗的资源就是CPU和内存。CPU属于可压缩型资源,即资源的额度可以按照需求进行收缩。而内存属于不可压缩型资源,对内存的收缩可能会导致无法预知的问题。

资源的隔离目前是属于容器级别,CPU和内存资源的配置需要Pod中的容器spec字段下进行定义。其具体字段,可以使用"requests"进行定义请求的确保资源可用量。也就是说容器的运行可能用不到这样的资源量,但是必须确保有这么多的资源供给。而"limits"是用于限制资源可用的最大值,属于硬限制。

在Kubernetes中,1个单位的CPU相当于虚拟机的1颗虚拟CPU(vCPU)或者是物理机上一个超线程的CPU,它支持分数计量方式,一个核心(1core)相当于1000个微核心(millicores),因此500m相当于是0.5个核心,即二分之一个核心。内存的计量方式也是一样的,默认的单位是字节,也可以使用E、P、T、G、M和K作为单位后缀,或者是Ei、Pi、Ti、Gi、Mi、Ki等形式单位后缀。

资源需求举例:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"
        cpu: "200m"

上面的配置清单中,nginx请求的CPU资源大小为200m,这意味着一个CPU核心足以满足nginx以最快的方式运行,其中对内存的期望可用大小为128Mi,实际运行时不一定会用到这么多的资源。考虑到内存的资源类型,在超出指定大小运行时存在会被OOM killer杀死的可能性,于是该请求值属于理想中使用的内存上限。

资源限制举例:

容器的资源需求只是能够确保容器运行时所需要的最少资源量,但是并不会限制其可用的资源上限。当应用程序存在Bug时,也有可能会导致系统资源被长期占用的情况,这就需要另外一个limits属性对容器进行定义资源使用的最大可用量。CPU是属于可压缩资源,可以进行自由地调节。而内存属于硬限制性资源,当进程申请分配超过limit属性定义的内存大小时,该Pod将会被OOM killer杀死。如下:

[root@k8s-master ~]# vim memleak-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memleak-pod
  labels:
    app: memleak
spec:
  containers:
  - name: simmemleak
    image: saadali/simmemleak
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "1"
      limits:
        memory: "64Mi"
        cpu: "1"

[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f memleak-pod.yaml 
pod/memleak-pod created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -l app=memleak
NAME          READY     STATUS      RESTARTS   AGE
memleak-pod   0/1       OOMKilled   2          12s
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -l app=memleak
NAME          READY     STATUS             RESTARTS   AGE
memleak-pod   0/1       CrashLoopBackOff   2          28s

Pod资源默认的重启策略为Always,在memleak因为内存限制而终止会立即重启,此时该Pod会被OOM killer杀死,在多次重复因为内存资源耗尽重启会触发Kunernetes系统的重启延迟,每次重启的时间会不断拉长,后面看到的Pod的状态通常为"CrashLoopBackOff"。

这里还需要明确的是,在一个Kubernetes集群上,运行的Pod众多,那么当节点都无法满足多个Pod对象的资源使用时,是按照什么样的顺序去终止这些Pod对象呢??

Kubernetes是无法自行去判断的,需要借助于Pod对象的优先级进行判定终止Pod的优先问题。根据Pod对象的requests和limits属性,Kubernetes将Pod对象分为三个服务质量类别:

Guaranteed:每个容器都为CPU和内存资源设置了相同的requests和limits属性的Pod都会自动归属于该类别,属于最高优先级。
Burstable:至少有一个容器设置了CPU或内存资源的requests属性,单不满足Guaranteed类别要求的资源归于该类别,属于中等优先级。
BestEffort:未对任何容器设置requests属性和limits属性的Pod资源,自动归于该类别,属于最低级别。

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