Kubernetes中容器的相关

一、容器

容器镜像

在 Kubernetes 的 Pod 中使用容器镜像之前，您必须将其推送到一个镜像仓库（或者使用仓库中已经有的容器镜像）。在 Kubernetes 的 Pod 定义中定义容器时，必须指定容器所使用的镜像，容器中的 image 字段支持与 docker 命令一样的语法，包括私有镜像仓库和标签。

例如：my-registry.example.com:5000/example/web-example:v1.0.1 由如下几个部分组成：

my-registry.example.com:5000/example/web-example:v1.0.1

my-registry.example.com：registry 地址
:5000：registry 端口
example：repository 名字
web-example：image 名字
v1.0.1：image 标签

如果使用 hub.dokcer.com Registry 中的镜像，可以省略 registry 地址和 registry 端口。

例如：nginx:latest，eipwork/kuboard

更新镜像

Kubernetes中，默认的镜像抓取策略是 IfNotPresent，使用此策略，kubelet在发现本机有镜像的情况下，不会向镜像仓库抓取镜像。如果想每次启动 Pod 时，都强制从镜像仓库抓取镜像，可以尝试如下方式：

设置 container 中的 imagePullPolicy 为 Always
省略 imagePullPolicy 字段，并使用 :latest tag 的镜像
省略 imagePullPolicy 字段和镜像的 tag
激活 AlwaysPullImages 管理控制器

imagePullPolicy 字段和 image tag的可能取值将影响到 kubelet 如何抓取镜像：

imagePullPolicy: IfNotPresent 仅在节点上没有该镜像时，从镜像仓库抓取
imagePullPolicy: Always 每次启动 Pod 时，从镜像仓库抓取
imagePullPolicy 未填写，镜像 tag 为 :latest 或者未填写，则同 Always 每次启动 Pod 时，从镜像仓库抓取
imagePullPolicy 未填写，镜像 tag 已填写但不是 :latest，则同 IfNotPresent 仅在节点上没有该镜像时，从镜像仓库抓取
imagePullPolicy: Never，Kubernetes 假设本地存在该镜像，并且不会尝试从镜像仓库抓取镜像

二、容器的环境变量

Kubernetes为容器提供了一系列重要的资源：

由镜像、一个或多个数据卷合并组成的文件系统
容器自身的信息
集群中其他重要对象的信息

集群的信息

在容器创建时，集群中所有的 Service 的连接信息将以环境变量的形式注入到容器中。例如，已创建了一个名为 Foo 的 Service，此时再创建任何容器时，该容器将包含如下环境变量：

1 2	FOO_SERVICE_HOST = <Service的ClusterIP> FOO_SERVICE_PORT = <Service的端口>

三、容器生命周期

容器钩子

Kubernetes中为容器提供了两个 hook（钩子函数）：

PostStart

此钩子函数在容器创建后将立刻执行。但是，并不能保证该钩子函数在容器的 ENTRYPOINT 之前执行。该钩子函数没有输入参数。
PreStop

此钩子函数在容器被 terminate（终止）之前执行，例如：
- 通过接口调用删除容器所在 Pod
- 某些管理事件的发生：健康检查失败、资源紧缺等
如果容器已经被关闭或者进入了 completed 状态，preStop 钩子函数的调用将失败。该函数的执行是同步的，即，kubernetes 将在该函数完成执行之后才删除容器。该钩子函数没有输入参数。

Hook handler的实现
容器只要实现并注册 hook handler 便可以使用钩子函数。Kubernetes 中，容器可以实现两种类型的 hook handler：
- Exec - 在容器的名称空进和 cgroups 中执行一个指定的命令，例如 pre-stop.sh。该命令所消耗的 CPU、内存等资源，将计入容器可以使用的资源限制。
- HTTP - 向容器的指定端口发送一个 HTTP 请求
Hook handler的执行
当容器的生命周期事件发生时，Kubernetes 在容器中执行该钩子函数注册的 handler。

对于 Pod 而言，hook handler 的调用是同步的。即，如果是 PostStart hook，容器的 ENTRYPOINT 和 hook 是同时出发的，然而如果 hook 执行的时间过长或者挂起了，容器将不能进入到 Running 状态。

PreStop hook 的行为与此相似。如果 hook 在执行过程中挂起了，Pod phase 将停留在 Terminating 的状态，并且在 terminationGracePeriodSeconds 超时之后，Pod被删除。如果 PostStart 或者 PreStop hook 执行失败，则 Kubernetes 将 kill（杀掉）该容器。

用户应该使其 hook handler 越轻量级越好。例如，对于长时间运行的任务，在停止容器前，调用 PreStop 钩子函数，以保存当时的计算状态和数据。

Hook触发的保证
Hook 将至少被触发一次，即，当指定事件 PostStart 或 PreStop 发生时，hook 有可能被多次触发。hook handler 的实现需要保证即使多次触发，执行也不会出错。

通常来说，hook 实际值被触发一次。例如：如果 HTTP hook 的服务端已经停机，或者因为网络的问题不能接收到请求，请求将不会被再次发送。在极少数的情况下，触发两次 hook 的事情会发生。例如，如果 kueblet 在触发 hook 的过程中重启了，该 hook 将在 Kubelet 重启后被再次触发。

调试 hook handler
Hook handler 的日志并没有在 Pod 的 events 中发布。如果 handler 因为某些原因失败了，kubernetes 将广播一个事件 PostStart hook 发送 FailedPreStopHook 事件。可以执行命令 kubectl describe pod $(pod_name) 以查看这些事件。

四、容器生命周期事件处理

Kubernetes 中支持容器的 postStart 和 preStop 事件，本文阐述了如何向容器添加生命周期事件处理程序（handler）。

postStart 容器启动时，Kubernetes 立刻发送 postStart 事件，但不确保对应的 handler 是否能在容器的 EntryPoint 之前执行
preStop 容器停止前，Kubernetes 发送 preStop 事件

定义postStart和preStop处理程序

创建一个包含单一容器的 Pod，并为该容器关联 postStart 和 preStop 处理程序（handler）。Pod 的yaml文件定义如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: lifecycle-demo
spec:
  containers:
  - name: lifecycle-demo-container
    image: nginx
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the postStart handler > /usr/share/message"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","nginx -s quit; while killall -0 nginx; do sleep 1; done"]

在该例子中，请注意：

postStart 命令向 usr/share/message 文件写入了一行文字
preStop 命令优雅地关闭了 nginx

如果容器碰到问题，被 Kubernetes 关闭，这个操作是非常有帮助的，可以使得您的程序在关闭前执行必要的清理任务

创建pod

[root@k8s-master k8s-yamls]# kubectl apply -f lifecycle-demo.yaml 
pod/lifecycle-demo created
[root@k8s-master k8s-yamls]# kubectl get pod -A
NAMESPACE     NAME                                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
default       lifecycle-demo                                1/1     Running   0          50s

进入容器的命令行终端：

1
2
3

[root@k8s-master k8s-yamls]# kubectl exec -it lifecycle-demo -- /bin/bash
root@lifecycle-demo:/# cat /usr/share/message
Hello from the postStart handler

总结

Kubernetes 在容器启动后立刻发送 postStart 事件，但是并不能确保 postStart 事件处理程序在容器的 EntryPoint 之前执行。

postStart 事件处理程序相对于容器中的进程来说是异步的（同时执行），然而，Kubernetes 在管理容器时，将一直等到 postStart 事件处理程序结束之后，才会将容器的状态标记为 Running。

Kubernetes 在决定关闭容器时，立刻发送 preStop 事件，并且，将一直等到 preStop 事件处理程序结束或者 Pod 的 --grace-period 超时，才删除容器。

注意： Kubernetes 只在 Pod Teminated 状态时才发送 preStop 事件，这意味着，如果 Pod 已经进入了 Completed 状态， preStop 事件处理程序将不会被调用

一、容器

容器镜像

更新镜像

二、容器的环境变量

集群的信息

三、容器生命周期

容器钩子

Hook handler的实现

Hook handler的执行

Hook触发的保证

调试 hook handler

四、容器生命周期事件处理

定义postStart和preStop处理程序

总结