Kubernetes Pod 模拟与实践：基于 Docker 的多容器部署

平台对比 PAAS

• Swarm：Docker 官方提供的集群管理工具，主要作用是将多个 Docker 主机抽象成一个整体，并通过一个入口统一管理这些 Docker 主机上的各种资源。

• Apache Mesos：类似于 YARN 的集群管理器，提供跨分布式应用和框架的资源隔离和共享，可以运行 Hadoop、MPI、Hypertable、Spark 等。

• Kubernetes 优势：

  • 服务发现和负载均衡
  • 存储编排
  • 自动部署和回滚
  • 自动分配 CPU/内存资源 - 弹性伸缩
  • 自我修复（需要时启动新容器）
  • Secret（安全相关信息）和配置管理
  • 大型规模的支持
  • 开源

Pod 组成

• Nginx 作为反向代理和静态资源服务器，提供高效的 HTTP 服务。
• Redis 作为内存数据库，提供高速的数据读写能力，常用于缓存和会话管理。
• php-fpm 作为 PHP 进程管理器，处理 PHP 脚本的执行。
• Pause 作为 Pod 内部第一个启动的容器，负责初始化网络栈、挂载需要的存储卷和回收僵尸进程。

Pause 特性

• Pod 内部第一个启动的容器 Pause 容器在 Pod 启动时首先运行，为其他容器提供共享的网络和 IPC 命名空间。
• 初始化网络栈 Pause 容器负责初始化 Pod 的网络栈，确保所有容器共享相同的网络环境。
• 挂载需要的存储卷 Pause 容器可以挂载共享存储卷，供其他容器使用。
• 回收僵尸进程 pause 容器负责回收僵尸进程，确保 Pod 内部的进程管理更加高效。

Nginx、Redis、php-fpm 和 Pause 共享名字空间（Network、PID、IPC）

实验：基于 Docker 模拟 Pod

编写 Nginx 配置文件

cat <<EOF >> nginx.conf
# 设置错误日志的输出位置为标准错误输出
error_log stderr;
# 事件模块配置
events {
    # 每个工作进程的最大连接数
    worker_connections 1024;
}
# HTTP模块配置
http {
    # 设置访问日志的输出位置为标准输出，并使用combined格式
    access_log /dev/stdout combined;
    # 服务器模块配置
    server {
        # 监听80端口，并设置为默认服务器
        listen 80 default_server;
        # 服务器名称，可以有多个，用空格分隔
        server_name example.com www.example.com;
        # 根位置的配置
        location / {
            # 将请求代理到本地的2368端口
            proxy_pass http://127.0.0.1:2368;
        }
    }
}
EOF

创建一台新的虚拟机并使用脚本一键运行

#!/bin/bash
cd /etc/yum.repos.d/
rm -rf *
# 下载阿里云的 CentOS 7 仓库文件
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
yum makecache
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
systemctl mask firewalld
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
setenforce 0
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 安装 iptables 服务
yum -y install iptables-services
systemctl start iptables
iptables -F
systemctl enable iptables
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
sudo sed -i 's+download.docker.com+mirrors.aliyun.com/docker-ce+' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
sudo yum makecache fast
sudo yum -y install docker-ce
# 配置 Docker daemon
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "default-ipc-mode": "shareable",
  "data-root": "/data/docker",
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m",
    "max-file": "100"
  },
  "insecure-registries": ["harbor.xinxainghf.com"],
  "registry-mirrors": ["https://kfp63jaj.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
systemctl enable docker

最后使用docke运行三个容器：

docker run --name pause --ipc shareable -d k8s.gcr.io/pause:3.1
docker run --name nginx -v `pwd`/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf --net=container:pause --ipc=container:pause --pid=container:pause -d nginx
docker run -d --name ghost -e database__client=sqlite3 -e database__connection__filename=content/data/ghost.db -v $(pwd)/ghost-data:/var/lib/ghost/content -p 2368:2368 ghost

使用docker ps 查看如图所示：

成果截图：