K8s的Pod资源对象如何实现微服务架构？

Kubernetes架构概览

Kubernetes（简称K8S）是谷歌开源的容器集群管理系统，被誉为云时代的操作系统。其迅速占领市场并赢得用户青睐的原因在于，它基于谷歌内部多年积累的网格计算系统（容器前身）的技术和实践，满足了用户多方面的需求。K8S的推出并非全新发明，而是谷歌内部成熟容器管理系统的开源版本，因此一上市就深受用户欢迎。

Pod资源对象详解

那么接下来让我们了解一下K8S是如何巧妙的设计Pod的资源对象，让它满足了用户的一切管理和需求的目标。首先，我们先来看一下K8S的一个整体架构。K8S（Kubernetes）通过Pod这一核心资源对象，巧妙地满足了用户管理和需求的目标。整体架构中，K8S包含管理控制节点和多个计算节点，管理控制节点负责发布和操作指令，而计算节点承载应用和负载。

Pod是K8S中最重要的资源对象，是K8S中可以创建部署的最小计算单元。官方形容是像一个豌豆荚一样，豌豆荚里头有很多很多的豆子。一般通俗可以把他理解为像一个盒子，用于盛放和管理容器。通过将容器放入Pod中，K8S能够更方便地进行应用和服务的管理与部署。这种设计简化了复杂性和提高了管理效率。

Pod的自动化管理与特性

Pod作为Kubernetes中的核心资源对象，会自动维护其中的容器，并具有原子性、一致性等特性。将容器放入Pod中可以简化操作，便于配置和管理，尤其对于存在相互依存性和共享存储需求的业务模块。很多业务的功能之间有很多相互的依存性。需要保证各个业务模块中间的一致性、原子性，有些模块还有共享存储的一些需求。如果把它放到单独的每一个都放到单独的容器中，想要实现这些东西得在容器里进行大量的配置、部署和管理。这些配置、部署和管理带来的工作量是非常巨大的。K8S中就巧妙地把这些容器放到Pod中，把容器放到Pod中可以简化操作，可以使我们很方便地进行配置和管理。

下面来说一说Pod有什么特性。Pod中的容器共享网络、共享存储，并拥有相同的生命周期，具有原子性和一致性，它们紧密耦合，提供自维护和安全性。Pod的创建涉及Kubernetes中的多个组件协同工作，体现了其复杂性和重要性。

Pod可以帮助我们解决各种各样的问题。下面我们来说一说这个Pod到底是如何一步一步创建出来的。如果想让Pod顺利的创建出来，需要调用到K8S中非常非常多的组件。

Kubernetes核心组件介绍

在这个了解Pod创建这个步骤之前，我们先了解一下K8S中各大组件的作用。在K8S中常见的有这么七个组件，其中前面这四个API Server、etcd、scheduler和controller manager是管理控制节点的四大核心组件。剩下那三个，像Kubelet、Kube-proxy和这个runtime一般是计算节点上必备的组件。

管理控制节点的四大核心组件

1.API Server，是整个系统对外的接口，我们用户在管理或者和K8S集群进行交互的时候，就需要使用管理工具与这个API Server进行打交道。

2.Scheduler：Pod调度器，负责选择最佳的计算节点来运行Pod。Scheduler会统计各个节点的情况，会经过筛选和优选的机制，最终把Pod调度到指定的节点上去。

3.Controller manager，它并不参与直接创建Pod，但是它会管理集群中的控制器，集群中有很多很多控制器可以辅助用户管理和控制Pod。Controller manager就是集群中的控制器的大管家，负责管理集群中的所有的控制器。

4.Etcd：Etcd是K8S中的核心数据库，K8S在运行过程中所有的元数据都存储在Etcd中。

计算节点上必备的组件

1.Kubelet，运行在每个节点上的一个代理，负责保证容器运行在Pod中。

2.Kube-proxy，负责为Pod提供代理和负载均衡的重要组件。

3.Runtime：容器运行时，它负责真正的去创建容器。

Pod的创建流程

以下为Pod的创建过程图，图例中描述了一个Pod是如何创建出来的。首先在这个图例中，可以由使用Kubectl的命令或者使用其他的可以和Kubernetes API交互的方式与集群的管理控制节点进行交互。

用户向Kubernetes的API服务器发送创建Pod的指令，API服务器将这些指令（包括Pod名称、镜像信息等）记录在etcd数据库中。这是一个异步过程，用户发送指令后，当API服务器将请求写入etcd数据库后，即认为请求完成。Kubernetes的编排解决方案被广泛应用于容器化项目，特别是在金融行业，其核心系统正在向Kubernetes迁移。

Pod的生命周期