Kubernetes Pod 生命周期

该页面将描述 Pod 的生命周期。

Pod phase

Pod 的 status 定义在 PodStatus 对象中,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内容外,不应该再假定 Pod 有其他的 phase 值。

下面是 phase 可能的值:

  • 挂起(Pending):Pod 已被 Kubernetes 系统接受,但有一个或者多个容器镜像尚未创建。等待时间包括调度 Pod 的时间和通过网络下载镜像的时间,这可能需要花点时间。
  • 运行中(Running):该 Pod 已经绑定到了一个节点上,Pod 中所有的容器都已被创建。至少有一个容器正在运行,或者正处于启动或重启状态。
  • 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。

Pod 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。

容器探针

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。有三种类型的处理程序:

  • 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。

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。

该什么时候使用存活(liveness)和就绪(readiness)探针?

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。

如果您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。

Pod 和容器状态

有关 Pod 容器状态的详细信息,请参阅 PodStatus 和 ContainerStatus。请注意,报告的 Pod 状态信息取决于当前的 ContainerState

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。如 Pod 文档 中所述,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。

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 ReplicationControllerReplicaSet 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。

示例

高级 liveness 探针示例

存活探针由 kubelet 来执行,因此所有的请求都在 kubelet 的网络命名空间中进行。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: liveness-http
spec:
  containers:
  - args:
    - /server
    image: gcr.io/google_containers/liveness
    livenessProbe:
      httpGet:
        # when "host" is not defined, "PodIP" will be used
        # host: my-host
        # when "scheme" is not defined, "HTTP" scheme will be used. Only "HTTP" and "HTTPS" are allowed
        # scheme: HTTPS
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
          - name: X-Custom-Header
            value: Awesome
      initialDelaySeconds: 15
      timeoutSeconds: 1
    name: liveness

状态示例

  • Pod 中只有一个容器并且正在运行。容器成功退出。
    • 记录完成事件。
    • 如果 restartPolicy 为:
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • OnFailure:Pod phase 变成 Succeeded。
      • Never:Pod phase 变成 Succeeded。
  • Pod 中只有一个容器并且正在运行。容器退出失败。
    • 记录失败事件。
    • 如果 restartPolicy 为:
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • Never:Pod phase 变成 Failed。
  • Pod 中有两个容器并且正在运行。有一个容器退出失败。
    • 记录失败事件。
    • 如果 restartPolicy 为:
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • Never:不重启容器;Pod phase 仍为 Running。
    • 如果有一个容器没有处于运行状态,并且两个容器退出:
      • 记录失败事件。
      • 如果 restartPolicy 为:
        • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
        • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
        • Never:Pod phase 变成 Failed。
  • Pod 中只有一个容器并处于运行状态。容器运行时内存超出限制:
    • 容器以失败状态终止。
    • 记录 OOM 事件。
    • 如果 restartPolicy 为:
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running。
      • Never: 记录失败事件;Pod phase 仍为 Failed。
  • Pod 正在运行,磁盘故障:
    • 杀掉所有容器。
    • 记录适当事件。
    • Pod phase 变成 Failed。
    • 如果使用控制器来运行,Pod 将在别处重建。
  • Pod 正在运行,其节点被分段。
    • 节点控制器等待直到超时。
    • 节点控制器将 Pod phase 设置为 Failed。
    • 如果是用控制器来运行,Pod 将在别处重建。

译者:jimmysong 原文:https://k8smeetup.github.io/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle/

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