「Kubernetes 實作手冊：基礎入門篇」學習筆記（十二）：認識 Pause 容器

「Kubernetes 實作手冊：基礎入門篇」Study Notes
, ,

前言

本文為「Kubernetes 實作手冊：基礎入門篇」課程的學習筆記。

簡介

Pause 容器又稱 Infrastucture Container，每個 Pod 裡運行著一個特殊的被稱之爲 Pause 的容器，其他容器則爲業務容器，這些業務容器共享 Pause 容器的網路和儲存空間。

因此它們之間通訊和資料交換更為高效，同一個 Pod 裡的容器之間僅需通過 localhost 就能互相通訊。

實作

Docker

首先，使用 Docker 運行一個範例容器。

1
docker run -d --name hwchiu hwchiu/netutils

運行另一個範例容器，將網路綁定到第一個範例容器。

1
docker run -d --net=container:hwchiu --name hwchiu2 hwchiu/netutils

檢查所有範例容器。

1
docker ps | grep hwchiu

使用 ifconfig 指令查看第一個範例容器的網卡。

1
docker exec -it hwchiu ifconfig

第一個範例容器的 IP 位址是 172.17.0.2。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:ac:11:00:02
          inet addr:172.17.0.2  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:1116 (1.1 KB)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

使用 ifconfig 指令查看第二個範例容器的網卡。

1
docker exec -it hwchiu2 ifconfig

第二個範例容器的 IP 位址同樣是 172.17.0.2。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:ac:11:00:02
          inet addr:172.17.0.2  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:1116 (1.1 KB)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

在第一個範例容器使用 ping 指令將封包往外送。

1
docker exec -it hwchiu ping 8.8.8.8

可以看到兩個範例容器接收到的 packets 是一樣的。

1
TX packets:7

將第一個範例容器刪除。

1
docker rm -f hwchiu

再次查看第二個範例容器的網卡。

1
docker exec -it hwchiu2 ifconfig

會發現網卡 eth0 已經不見。

1
2
3
4
5
6
7
lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

如果 Container A 做為第一個 Container 提供 172.17.0.2 的 IP 位址，而 Container B 和 Container C 掛載在 Container A 的網路上，如果 Container A 的網路出問題，Container B 和 Container C 都會跟著有問題。

Kubernetes

首先，查看 introduction/pod 範例資料夾中的 pause.yaml 配置檔如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: two-containers
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: client
    image: hwchiu/netutils
  - name: www-server
    image: nginx

使用 kubectl apply 指令來創建 Pod。

1
kubectl apply -f introduction/pod/pause.yaml

查看 Pod 列表。

1
kubectl get pods

如果要用 kubectl logs 指令查看日誌的話，需要用 -c 參數來指定容器名稱。

1
kubectl logs -f two-containers -c client

如果要用 kubectl exec 進到容器的話，也需要用 -c 參數來指定容器名稱。

1
kubectl exec -it two-containers -c client bash

由於此 Pod 中的兩個容器都處於相同的 Network Namespace，因此可以用 127.0.0.1 相互溝通。

1
2
wget 127.0.0.1
cat index.html

列出所有的 Docker 容器，會發現當 Pod 被創建時，至少會有一個 Pause 容器在其中。因此 Pause 容器是整個 Pod 中網路的核心，也可以自己用 Docker 創建一個容器後，直接將網路掛載到此 Pause 容器。

1
2
3
4
docker ps | grep two-containers
k8s_www-server_two-containers_default_f1b30d6e-e3c3-4730-ac30-e6bc023d675b_0
k8s_client_two-containers_default_f1b30d6e-e3c3-4730-ac30-e6bc023d675b_0
k8s_POD_two-containers_default_f1b30d6e-e3c3-4730-ac30-e6bc023d675b_0

總結來說，在 Kubernetes 中，當 Pod 被創建時，Pause 容器就會被建立，CNI 框架會掛在 Pause 容器身上，使它具有網路能力，而其他的所有 Pod 都會將網路掛在此 Pause 容器身上。由於 Pause 容器在 Kubernetes 中的設計相當輕量、簡單，因此不太會有 crash 的情形發生。

參考資料