Pod 解析

Pod（容器组）是 Kubernetes REST API 中的核心资源类型，也是最小的可部署和管理单元。Pod 可以理解为豌豆荚，它是一个或多个容器的集合，这些容器：

Pod 为紧密耦合的应用提供了一个“逻辑主机”环境，类似于传统部署中将相关应用运行在同一台物理机或虚拟机上。

Pod 的共享环境

Pod 架构示意图

下图展示了多容器 Pod 的典型架构，便于理解容器间的协作关系：

Pod 的设计理念

Pod 作为部署单元，提供了更高层次的抽象，简化了应用管理和资源利用。

简化应用管理

优化资源利用

Pod 的典型使用场景

边车模式 (Sidecar Pattern)

边车模式（Sidecar Pattern）是 Kubernetes 中常见的 Pod 设计模式。在同一个 Pod 内运行主应用容器的同时，配套部署一个或多个辅助容器（边车），用于实现日志收集、数据同步、代理、监控等功能。边车容器与主容器共享网络和存储环境，提升应用的可观测性和可维护性。

# 示例：Web 应用 + 日志收集器
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
  containers:
  - name: web-app
    image: nginx
  - name: log-collector
    image: fluentd

代理模式 (Proxy Pattern)

适配器模式 (Adapter Pattern)

Pod 生命周期管理

Pod 阶段 (Phase)

重启策略

Pod 生命周期流程图

```mermaid “Pod 生命周期流程” stateDiagram-v2 [] –> Pending : Kube 接收调度请求 Pending –> Running : 至少有一个容器正在运行 Running –> Succeed : 所有容器以 0 状态码终止 Running –> Failed : 至少有一个容器以非 0 状态码终止 Failed –> Running : 重启后容器再次运行 Succeed –> []


![Pod 生命周期流程](/pod/pod-architecture/579744754244b76400d417e5b8ebb129.svg)
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## Pod 网络和存储

Pod 提供独立的网络和存储环境，支持多种业务场景。

### 网络特性

- 每个 Pod 拥有唯一的集群 IP 地址
- Pod 内容器共享网络命名空间
- 容器间通过 localhost 通信
- 跨 Pod 通信需要通过 Service

### 存储特性

- 支持多种卷类型：EmptyDir、HostPath、PVC 等
- 卷的生命周期与 Pod 一致
- 容器重启时数据保持不变
- Pod 删除时临时卷被清理

## Pod 终止流程

Pod 的优雅终止遵循以下步骤：

1. **发起删除请求**：用户或控制器请求删除 Pod
2. **标记终止状态**：API Server 更新 Pod 状态为 Terminating
3. **执行预停止钩子**：运行 preStop 生命周期钩子
4. **发送 SIGTERM 信号**：通知容器进程准备关闭
5. **等待优雅期**：默认 30 秒的优雅终止期
6. **强制终止**：发送 SIGKILL 信号强制停止进程
7. **清理资源**：从 API Server 中移除 Pod 记录

### 自定义终止行为

可以通过自定义 Pod 的终止行为来实现更优雅的下线流程。例如，设置 `terminationGracePeriodSeconds` 参数延长优雅终止时间，并通过 `preStop` 生命周期钩子在容器被终止前执行清理脚本。以下是典型的自定义终止行为 YAML 示例：

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
  terminationGracePeriodSeconds: 60  # 自定义优雅期
  containers:
  - name: app
    image: myapp
    lifecycle:
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "cleanup.sh"]

高级特性

安全上下文

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
  securityContext:
    runAsUser: 1000
    runAsGroup: 1000
    fsGroup: 1000
  containers:
  - name: app
    securityContext:
      allowPrivilegeEscalation: false
      readOnlyRootFilesystem: true
      capabilities:
        drop:
        - ALL

资源管理

合理设置资源请求（requests）和限制（limits），可防止资源争用和抢占，提升集群稳定性。以下是资源管理的典型 YAML 配置示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
spec:
  containers:
  - name: app
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"
        cpu: "100m"
      limits:
        memory: "256Mi"
        cpu: "200m"

最佳实践

Pod 与控制器关系

虽然可以直接创建 Pod，但在生产环境中通常使用以下控制器：

这些控制器提供了自动重启、滚动更新、扩缩容等高级功能。

总结

Pod 是 Kubernetes 架构的核心单元。通过合理设计 Pod 结构、资源共享和生命周期管理，并结合控制器实现自动化运维，可以显著提升集群的弹性和可维护性。建议在生产环境中始终通过控制器管理 Pod，确保高可用和自动恢复能力。

Pod 数据结构概览

什么是 Pod？