Pod 基础

什么是 Pod

Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署单元。你可以把 Pod 理解为一个"容器组"。

为什么需要 Pod？

在 Docker 中，容器是最小单元。为什么 Kubernetes 引入了 Pod 这个概念？

原因：有些容器需要紧密协作，共享资源。

例如：

Web 应用容器 + 日志收集容器
应用容器 + 数据同步容器
应用容器 + 监控代理容器

这些容器需要：

共享同一个网络（localhost 互访）
共享存储卷
同时调度到一个节点

Pod 的特点

1. 共享网络

Pod 内的所有容器共享同一个 IP 地址和端口空间。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: multi-container-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
  - name: sidecar
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'while true; do wget -O- http://localhost:80; sleep 10; done']

在这个例子中：

nginx 监听 80 端口
sidecar 容器可以通过 localhost:80 访问 nginx

2. 共享存储

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: shared-volume-pod
spec:
  containers:
  - name: writer
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo "Hello" > /data/message.txt; sleep 3600']
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  - name: reader
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'cat /data/message.txt; sleep 3600']
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}

两个容器共享 /data 目录，writer 写入的文件，reader 可以读取。

3. 生命周期一致

Pod 内的容器：

同时创建
同时销毁
调度到同一个节点

创建 Pod

方法 1：命令行创建

# 运行一个 nginx Pod
kubectl run nginx --image=nginx

# 查看 Pod
kubectl get pods

# 查看详细信息
kubectl describe pod nginx

# 查看日志
kubectl logs nginx

# 进入容器
kubectl exec -it nginx -- bash

# 删除 Pod
kubectl delete pod nginx

方法 2：YAML 配置文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx
    env: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.21
    ports:
    - containerPort: 80
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

应用配置：

kubectl apply -f pod.yaml

Pod 的生命周期

Pod 有以下几个阶段：

1. Pending（等待中）

Pod 已创建，但容器还未运行。可能原因：

正在下载镜像
等待调度到节点
资源不足

2. Running（运行中）

Pod 已绑定到节点，至少一个容器正在运行。

3. Succeeded（成功）

Pod 中所有容器成功终止，且不会重启。

4. Failed（失败）

Pod 中所有容器终止，至少一个容器失败。

5. Unknown（未知）

无法获取 Pod 状态，通常是节点通信问题。

查看 Pod 状态：

kubectl get pods

NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          2m

容器重启策略

通过 restartPolicy 控制容器失败后的行为：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: restart-demo
spec:
  restartPolicy: Always  # Always | OnFailure | Never
  containers:
  - name: app
    image: myapp

Always（默认）：总是重启
OnFailure：失败时重启
Never：从不重启

健康检查

Kubernetes 提供三种探针检查容器健康：

1. Liveness Probe（存活探针）

检查容器是否存活，失败则重启容器。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: app
    image: myapp
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 3

2. Readiness Probe（就绪探针）

检查容器是否准备好接收流量，失败则从 Service 中移除。

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /ready
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5

3. Startup Probe（启动探针）

检查容器是否启动成功，适用于启动慢的应用。

startupProbe:
  httpGet:
    path: /startup
    port: 8080
  failureThreshold: 30
  periodSeconds: 10

资源管理

为容器指定资源需求和限制：

resources:
  requests:    # 最小需求
    memory: "64Mi"
    cpu: "250m"
  limits:      # 最大限制
    memory: "128Mi"
    cpu: "500m"

requests：调度器用于选择节点，保证分配
limits：容器运行时的硬限制，超出会被限制

单位说明：

CPU：1 = 1 核心，250m = 0.25 核心
内存：Mi = MiB，Gi = GiB

实战练习

练习 1：创建简单 Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-app
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80

kubectl apply -f pod.yaml
kubectl get pods
kubectl port-forward my-app 8080:80
# 访问 http://localhost:8080

练习 2：多容器 Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: two-containers
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
  - name: debian
    image: debian
    command: ["sleep", "3600"]

kubectl apply -f pod.yaml
kubectl exec -it two-containers -c nginx -- bash
kubectl exec -it two-containers -c debian -- bash

常见问题

Pod 一直 Pending？

kubectl describe pod <pod-name>

可能原因：

镜像拉取失败
资源不足
节点污点（Taint）限制

Pod 频繁重启？

kubectl logs <pod-name> --previous

可能原因：

应用崩溃
健康检查失败
OOMKilled（内存超限）

小结

Pod 是 Kubernetes 的核心概念：

最小单元：Pod 是最小的可部署单元
容器组：一个 Pod 可以包含多个容器
共享资源：Pod 内容器共享网络和存储
短暂性：Pod 是临时的，不应该期望 Pod 永久存在
管理工具：实践中通常不直接创建 Pod，而是使用 Deployment 等控制器

下一章我们将学习如何使用 Deployment 管理 Pod。