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Kubernetes学习总结(11)—— Kubernetes Pod 到底是什么?
阅读量:792 次
发布时间:2023-01-29

本文共 1884 字,大约阅读时间需要 6 分钟。

前言

近期看到一条关于Kubernetes Pods的推特,来自不起的Amy Codes,虽然提法并非完全准确(容器确实是一个虚拟的概念,我们将在稍后详细探讨),但揭示出了一个令人深思的现象:Pods确实是一个值得深入了解的重要概念。对于Pods的定义,官方文档提供了最权威的解释,但它使用了大量专业术语。在此,我不妨分享一些个人见解,希望能够从不同的角度,为你理解Pods带来启发。

是容器,也不是容器

在Linux中,“容器”只是一个术语,并非实际存在的概念。容器的运行实际上依赖于Linux内核中的两个关键特性:命名空间cgroups

命名空间允许进程在隔离的环境中运行,通过改变视图,使其看不到其他进程或资源。具体来说,命名空间涵盖以下内容:

  • 进程ID
  • 文件系统
  • 网络接口
  • IPC(进程间通信)

虽然命名空间可以让进程互不干扰,但这并不意味着资源是完全隔离的。就此而言,cgroups发挥了重要作用。cgroups限制了进程能使用的资源,包括CPU、内存、磁盘I/O和网络I/O等。例如,通过设置CPU的上限(单位为核),内存限制(单位为字节),可以实现进程资源的精确调控。

nomization and cgroups并不各自独立,而是可以灵活组合使用。因此,一个Pod可以同时基于命名空间和cgroups进行管理,这也正是KubernetesPods的核心原理。

组合中的组合

在使用Docker运行容器时,Docker为每个容器自动创建一个命名空间和对应的cgroups。从 developer的角度来看,容器就是一个以独立的方式运行的流程,通过网络访问主机,或者共享PV(PersistentVolumes)来实现通信与资源共享。

比如,您可以:

docker run -d --name nginx -v $(pwd)/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf -p 8080:80 nginx

这将创建一个名为nginx的Docker容器,并通过共享文件卷和网络端口与主机进行通信。

要实现更复杂的组合,可以通过指定--net=container:nginx --ipc=container:nginx --pid=container:nginx等选项,让多个Docker容器共享同一个命名空间和cgroups。这使得它们能够进行简单的本地通信,甚至共享进程信息。

Pod也是一种容器

核心区别在于KubernetesPods的设计目标不仅仅是一个容器,而是将多个容器整合为一个Pod。Pods通过自动配置命名空间和cgroups,确保容器组件可以像运行在同一台虚拟机一样,互不干扰却能够方便地进行通信。

以一个典型场景为例:运行一个nginx服务和一个confd守护进程。confd的职责是监控配置文件,并在上下线服务时通知nginx重新加载配置。通过共享同一个Pod,confd可以动态感知nginx的状态变化,实现自动化的配置管理。

与传统的Docker容器相比,Pods通过Networking模型提供了更高级别的服务发现机制,而不仅仅是通过暴露端口实现的。

Pod作为API

在Kubernetes体系中,Pod不仅仅是运行容器的虚拟化层,它也可以通过API进行扩展和自定义。例如,你可以定义一个Pod,包含多个组件容器,每个组件都通过定义API实现特定的功能。其他Pod也可以通过调用这些API接口,与当前Pod协同工作。

nginxcond为例,通过Pod定义,我们可以将这两个进程整合到一个Pod中。cond作为一个独立的容器,主要负责监控nginx的状态,并在配置变化时透机调用nginx。这种结构使得不仅仅是nginx可以托管,而是整个服务组件也得以标准化管理。

此外,第三方工具如-sidecar也可以作为Pod的组件,提供额外的功能,如认证、监控和限流等。通过这种方式,可以构建出更复杂、高可用性的系统,而不必直接修改应用程序的源码。

结语

从命名空间到cgroups,再到Pods,Kubernetes通过将这些技术概念组合起来,为开发者提供了一个强大而灵活的工具箱。这种组合不仅仅是Docker容器的扩展,更是为云原生应用设计的终极解决方案。

通过这种方式,我们可以在一个Pod中运行多个容器,而它们之间的通信和资源共享就像是在同一台物理机上运行一系列进程。这种间接的管理方式,使得Kubernetes能够在更高层次上关注应用程序的运行状态,从而实现自愈特性(self-healing)。

转载地址:http://blryk.baihongyu.com/

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