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Kubernetes (三) - 實戰 Pod 建立

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上一篇我們介紹了如何安裝和啟動 Kubernetes，這一篇要來實際的操作 Kubernetes。本篇會介紹如何從最基本的 Pod 開始建立。

建立 Pod

在 Kubernetes (一) - 基本概念 中有介紹過 Pod 是 Kubernetes 運作的最小單位，所以我們要先從建立 Pod 開始。

而要在 Pod 中運行的程式本篇使用 potainer 作為範例，portainer 是一種 Docker UI 的管理工具。

在 Kubernetes (一) - 基本概念 中也有提到每個 Pod 都有屬於自己的 yaml 檔，yaml 檔是用來描述這個 Pod，包含 Pod 的名稱、有哪些 Container 等等。

建立 Pod 的 yaml 檔

基本的 Pod yaml 檔格式和內容如下 :

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: <myapp>
  labels:
    name: <myapp>
spec:
  containers:
  - name: <myapp>
    image: <Image>
    resources:
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
    ports:
      - containerPort: <Port>

kind : 定義這個元件的類別，例如 : Pod、Node、Service、Namespace 或是 ReplicationController。

metadata : 定義這個元件的名稱和他的標籤名稱，標籤可以自訂給多組，例如 : name, app, env 等等。給標籤的用處是可以用來篩選出 Pod，這會在後面介紹的 Service 中再細說。

spec : 定義 Container

  • containers.name : Container 名稱
  • containers.image : 使用的 Image
  • containers.resources : 硬體資源限制，可以不設定
  • containers.ports : 開放給外部存取的 Port 號

範例
下面是一個 Pod 的 yaml 檔範例，會啟動一個 potainer 的 Container。

kubernetes-pod.yml

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kubernetes-pod
  labels:
    name: k8s-pod
spec:
  containers:
  - name: portainer
    image: portainer/portainer:latest
    resources:
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
    ports:
      - containerPort: 9000

使用 Pod 的 yaml 檔建立 Pod

使用 kubectl 的 create 指令建立 Pod。

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kubectl create -f <file name>.yml

範例
使用剛才建立好的 kubernetes-pod.yml 來建立 Pod。

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$ kubectl create -f kubernetes-pod.yml
pod/kubernetes-pod created

建立好後可以使用 kubectl 的 get pods 指令查看 Pod 建立的狀況。

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$ kubectl get pods
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kubernetes-pod   1/1     Running   0          15s

也可以使用 kubectl 的 describe pods <pod name> 指令查看 Pod 的詳細資訊。

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$ kubectl describe pods kubernetes-pod
Name:         kubernetes-pod
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         minikube/172.17.0.2
Start Time:   Mon, 24 Aug 2020 20:39:59 +0800
Labels:       name=k8s-pod
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           172.18.0.6
IPs:
  IP:  172.18.0.6
Containers:
  portainer:
    Container ID:   docker://82f110f3582eb53ca1d6fe1d3637bb5bea9ffd5a365673f2b691aa4e769d7b0e
    Image:          portainer/portainer:latest
    Image ID:       docker-pullable://portainer/portainer@sha256:f8c2b0a9ca640edf508a8a0830cf1963a1e0d2fd9936a64104b3f658e120b868
    Port:           9000/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Wed, 26 Aug 2020 20:54:13 +0800
    Last State:     Terminated
      Reason:       Error
      Exit Code:    1
      Started:      Wed, 26 Aug 2020 20:44:12 +0800
      Finished:     Wed, 26 Aug 2020 20:49:13 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  421
    Limits:
      cpu:     500m
      memory:  128Mi
    Requests:
      cpu:        500m
      memory:     128Mi
    Environment:  <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-s82gq (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  default-token-s82gq:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-s82gq
    Optional:    false
QoS Class:       Guaranteed
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:
  Type     Reason   Age                    From               Message
  ----     ------   ----                   ----               -------
  Warning  BackOff  8m15s (x3428 over 2d)  kubelet, minikube  Back-off restarting failed container

連線到 Pod 中啟動的服務

在 Pod 中所指定的 Port 和主機的 Port 是不相通的，只能在 Kubernetes Cluster 中被存取，所以 Kubernetes 提供了 port-forward 這個指令來將主機的 Port 對應到 Pod 的 Port

port-forward

可以使用 kubectl 的 port-forward 指令將主機的 Port 對應到 Pod 的 Port。

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kubectl port-forward <pod name> <host port>:<pod port>

範例
portainer 預設是使用 9000 Port 來進行通訊，所以上方 kubernetes-pod.yml 也是定義對外開放的 Port 是 9000。因次這裡就再將主機的 9000 Port 對應的 Pod 的 9000 Port。

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$ kubectl port-forward kubernetes-pod 9000:9000
Forwarding from 127.0.0.1:9000 -> 9000
Forwarding from [::1]:9000 -> 9000

設定完後在瀏覽器輸入 http://localhost:9000 就可以成功打開 portainer。
Portainer

Summary

本篇介紹了如何建立基本的 Pod 和如何從外部連線到 Kubernetes Cluster 內的 Pod，下一篇將會介紹進階的一些功能來更方便的管理和擴展 Pod。

參考

[1] 在 Minikube 上跑起你的 Docker Containers - Pod & kubectl 常用指令
[2] Kubernetes 基礎教學（二）實作範例：Pod、Service、Deployment、Ingress
[3] Kubectl常用命令
[4] Kubernetes學習筆記2 — pod及service
[5] Kubernetes Service 概念詳解
[6] 建立外部服務與Pods的溝通管道 - Services
[7] Kubernetes Service | 知乎
[8] Day 16 - Kubernetes Label 與 Selector
[9] Port, TargetPort, and NodePort in Kubernetes
[10] Kubernetes kubectl expose

系列文章