Kubernetes Pod

🧩 1. Pod 是什么？

Pod 是 Kubernetes 中最小的可调度单位 Unit of Deployment。

Pod 的核心特点：

封装一个或多个容器
共享网络命名空间（IP/Port 都共享）
共享 Volume（数据卷）
与 Node 绑定（不会跨节点漂移）
由上层控制器管理（不可直接作为高可用模型）

Pod 本质是 K8s 为容器提供的“运行沙箱（sandbox）”。

🧩 2. 为什么需要 Pod？

容器本身是轻量级进程，但实际业务通常需要：

Sidecar（如日志采集、代理 container）
InitContainer（初始化任务）
同机协同运行多个进程

Pod 就是为了满足这些需求设计的，而不是直接调度 Docker/Containerd 容器。

Pod 是容器的逻辑单元，容器是不可直接调度的。

🧩 3. Pod 生命周期（重点）

Kubernetes Pod 生命周期有清晰且可观测的状态：

阶段（Phase）	说明
Pending	等调度/拉镜像
Running	所有容器运行（至少一个 running）
Succeeded	任务完成（Job 场景）
Failed	至少一个容器退出且不会自动重启
Unknown	节点不可达
CrashLoopBackOff	容器不停重启（最常见故障）

🧩 4. Pod 组成结构（Spec）

Pod = metadata + spec + status

Pod Spec 关键字段（全量版）

1. containers

主容器列表。

2. initContainers

初始化容器，按顺序运行。

3. ephemeralContainers（调试时用）

可用于运行 kubectl debug 注入调试容器。

4. volumes

持久卷 / 临时卷声明。

5. nodeSelector / affinity / tolerations

影响调度位置。

6. restartPolicy

Always
OnFailure
Never

Deployment = Always

Job = OnFailure 或 Never

7. terminationGracePeriodSeconds

优雅退出的最大等待时间（默认 30s）。

8. dnsPolicy / hostNetwork / hostPID / hostIPC

决定网络/命名空间是否与 Host 分享。

9. securityContext

运行用户权限、SELinux、AppArmor、root 限制等。

🧩 5. 容器生命周期钩子

Pod 中的每个容器支持 lifecycle hook：

postStart（容器运行后立即触发）
preStop（容器退出前触发）

常见用途：

preStop 用于优雅退出（nginx/drain/flush）
postStart 用于注册、初始化动作

🧩 6. Pod 的网络模型（CNI）

Pod 的网络本质：

每个 Pod：

有唯一 IP（Pod IP）
容器之间通过 localhost 通信
同 Node 跨 Pod 通信：veth pair + bridge
跨节点通信：由 CNI（Calico, Cilium, Flannel）负责

Pod 的 IP 从不共享，即使 Deployment 重建也会变化。

想要固定访问，必须用 Service。

🧩 7. Pod 的 Volume 模型

Pod 支持多种 Volume：

Volume 类型	特点	场景
emptyDir	Pod 删除就消失	缓存/临时文件
hostPath	挂载宿主机目录	调试/日志
configMap / secret	配置注入	配置文件/敏感数据
PVC / CSI	由存储插件管理	数据库/持久化数据
downwardAPI	注入 Pod 元数据	Pod IP/Labels

Pod 级别 Volume = 在 Pod 内所有容器之间共享。

🧩 8. Pod 调度（调度器如何决定 Pod 去哪个节点？）

K8s 调度策略由以下因素决定：

nodeSelector 简单标签选择
nodeAffinity 高级标签选择
podAffinity / antiAffinity Pod 亲和/反亲和
taints / tolerations 驱逐/容忍
资源 request/limit
Pod Priority / Preemption
- （优先级抢占）

🧩 9. Pod 的三大类别（实际使用非常重要）

1. 静态 Pod（Static Pod）

由 kubelet 管理，不受 API Server 控制。

适用于：

控制面原地启动
关键 Agent（离线管理）

2. 普通 Pod（由控制器创建）

由 Deployment/DaemonSet/StatefulSet 管理。

3. 临时调试 Pod

kubectl run 或 kubectl debug 创建。

🧩 10. Pod 故障排查方法（最常用的 7 条）

1. 看 events

kubectl describe pod <pod>

2. 看日志

kubectl logs <pod> [-c container]

3. 查看容器重启次数

kubectl get pod -o wide

4. 看容器状态（waiting/reason）

kubectl describe pod

5. 进入容器

kubectl exec -it <pod> -- sh

6. 调试容器（ephemeral）

kubectl debug <pod> -it --image=busybox

7. 查看调度失败原因

kubectl describe pod | grep -i "failed"

🧩 11. 最佳实践（按生产级整理）

1. 永远不要直接创建 Pod（除非调试）

用 Deployment / StatefulSet / DaemonSet。

2. 设置 cpu/memory request/limits

避免资源抢占导致 OOMKilled。

3. 定义健康检查（liveness/readiness/startup）

4. 容器必须无状态（有状态用 StatefulSet + PVC）

5. 使用 initContainer 做初始化操作

6. Sidecar 模式拆分功能

例如：

日志 sidecar
envoy/istio proxy
本地 agent

7. 避免 hostPath（除非必须）

8. 避免 privileged 模式

🧩 12. Pod 完整示例（含 initContainer、sidecar、probe）

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  initContainers:
  - name: init-db
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "echo init && sleep 3"]

  containers:
  - name: app
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet: { path: "/", port: 80 }
      initialDelaySeconds: 5
    readinessProbe:
      httpGet: { path: "/", port: 80 }
      initialDelaySeconds: 3

  - name: sidecar
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "tail -f /var/log/app.log"]

  volumes:
  - name: logs
    emptyDir: {}

🎯 总结一句话

Pod 是 Kubernetes 中最小的可调度、可运行单元，通过共享网络和 Volume 封装一个或多个协作容器，由控制器管理生命周期。