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kubernetes集群中的pause容器

2021-05-01 11:27

阅读：343

标签：document   man   UNC   空间   oss   构建   网络模式   point   warning   

昨天晚上搭建好了k8s多主集群，启动了一个nginx的pod，然而每启动一个pod就伴随这一个pause容器，考虑到之前在做kubelet的systemd unit文件时有见到：

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[root@node01 ~]
CONTAINER ID    IMAGE                                                                 COMMAND                  CREATED             STATUS        PORTS    NAMES
43884d79fe6f    nginx                                                                 "nginx -g 'daemon of…"   11 hours ago        Up 11 hours            k8s_nginx-pod_nginx-con-594b8d6b48-46gf7_default_25b0048f-a24f-11e9-8149-00163e0134cf_0
eff67394c9c8    nginx                                                                 "nginx -g 'daemon of…"   11 hours ago        Up 11 hours            k8s_nginx-pod_nginx-con-594b8d6b48-vt589_default_25aefc99-a24f-11e9-8149-00163e0134cf_1
261226f6b92a    registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.1   "/pause"                 11 hours ago        Up 11 hours            k8s_POD_nginx-con-594b8d6b48-vt589_default_25aefc99-a24f-11e9-8149-00163e0134cf_1

fc94013b93dd    registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.1   "/pause"                 11 hours ago        Up 11 hours            k8s_POD_nginx-con-594b8d6b48-46gf7_default_25b0048f-a24f-11e9-8149-00163e0134cf_1
 

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### 6 	创建和分发kubelet systemd unit文件
```bash
cat >/etc/systemd/system/kubelet.service 
[Unit]


Description=Kubernetes Kubelet


Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes


After=docker.service


Requires=docker.service




[Service]


WorkingDirectory=/var/lib/kubelet


ExecStart=/usr/local/bin/kubelet 


  --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/cert/kubelet-bootstrap.kubeconfig 


  --cert-dir=/etc/kubernetes/cert 


  --kubeconfig=/etc/kubernetes/cert/kubelet.kubeconfig 


  --config=/etc/kubernetes/cert/kubelet.config.json 


  --hostname-override=172.24.150.89 


  --pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.1 


  --allow-privileged=true 


  --alsologtostderr=true 


  --logtostderr=false 


  --log-dir=/var/log/kubernetes 


  --v=2


Restart=on-failure


RestartSec=5




[Install]


WantedBy=multi-user.target


EOF

首先找一下源码看一下：
pause源码C语言编写的主要有四个文件：
orphan.c文件

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#include 
#include 
int () {
  pid_t pid;
  pid = fork();
  if (pid == 0) {
    while (getppid() > 1)
      ;
    printf("Child exiting: pid=%d ppid=%dn", getpid(), getppid());
    return 0;
  } else if (pid > 0) {
    printf("Parent exiting: pid=%d ppid=%dn", getpid(), getppid());
    return 0;
  }
  perror("Could not create child");
  return 1;
}

pause.c文件

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#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define STRINGIFY(x) #x
#define VERSION_STRING(x) STRINGIFY(x)
#ifndef VERSION
#define VERSION HEAD
#endif
static void sigdown(int signo) {
  psignal(signo, "Shutting down, got signal");
  exit(0);
}
static void sigreap(int signo) {
  while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
    ;
}
int main(int argc, char **argv) {
  int i;
  for (i = 1; i 
    if (!strcasecmp(argv[i], "-v")) {


      printf("pause.c %sn", VERSION_STRING(VERSION));


      return 0;


    }


  }




  if (getpid() != 1)


    /* Not an error because pause sees use outside of infra containers. */


    fprintf(stderr, "Warning: pause should be the first processn");




  if (sigaction(SIGINT, &(struct sigaction){.sa_handler = sigdown}, NULL) 
    return 1;


  if (sigaction(SIGTERM, &(struct sigaction){.sa_handler = sigdown}, NULL) 
    return 2;


  if (sigaction(SIGCHLD, &(struct sigaction){.sa_handler = sigreap,


                                             .sa_flags = SA_NOCLDSTOP},


                NULL) 
    return 3;




  for (;;)


    pause();


  fprintf(stderr, "Error: infinite loop terminatedn");


  return 42;


}

至于里面写的啥，我也看不懂，pose出来让你们看看哈！
Makefile文件用于制作pause镜像，制作镜像的模板是Dockerfile，首先看这个Dockerfile(去除注释)文件：

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FROM scratch
ARG ARCH
ADD bin/pause-${ARCH} /pause
ENTRYPOINT ["/pause"]

FROM scratch: 基础镜像是一个空镜像(an explicity empty image)
ARG ARCH: 等待在docker-build -build-arg时提供的ARCH参数
ADD bin/pause-$(ARCH)/pause: 添加外部文件到内部
ENTRYPOINT[“/pause”]: 开启容器，运行命令
中间两部非常重要，至于如何实现的不懂哦？

pause的Makefile

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.PHONY: all push container clean orphan all-push push-manifest
include ../../hack/make-rules/Makefile.manifest
REGISTRY ?= staging-k8s.gcr.io
IMAGE = $(REGISTRY)/pause
IMAGE_WITH_ARCH = $(IMAGE)-$(ARCH)
TAG = 3.1
REV = $(shell git describe --contains --always --match='v*')
# Architectures supported: amd64, arm, arm64, ppc64le and s390x
ARCH ?= amd64
ALL_ARCH = amd64 arm arm64 ppc64le s390x
CFLAGS = -Os -Wall -Werror -static -DVERSION=v$(TAG)-$(REV)
KUBE_CROSS_IMAGE ?= k8s.gcr.io/kube-cross
KUBE_CROSS_VERSION ?= $(shell cat ../build-image/cross/VERSION)
BIN = pause
SRCS = pause.c
ife 大专栏  kubernetes集群中的pause容器q ($(ARCH),amd64)
	TRIPLE ?= x86_64-linux-gnu
endif
ifeq ($(ARCH),arm)
	TRIPLE ?= arm-linux-gnueabihf
endif
ifeq ($(ARCH),arm64)
	TRIPLE ?= aarch64-linux-gnu
endif
ifeq ($(ARCH),ppc64le)
	TRIPLE ?= powerpc64le-linux-gnu
endif
ifeq ($(ARCH),s390x)
	TRIPLE ?= s390x-linux-gnu
endif
# If you want to build AND push all containers, see the 'all-push' rule.
all: all-container
all-push: all-push-images push-manifest
push-manifest: manifest-tool
	manifest-tool push from-args --platforms $(call join_platforms,$(ALL_ARCH)) --template $(IMAGE)-ARCH:$(TAG) --target $(IMAGE):$(TAG)
sub-container-%:
	$(MAKE) ARCH=$* container
sub-push-%:
	$(MAKE) ARCH=$* push
all-container: $(addprefix sub-container-,$(ALL_ARCH))
all-push-images: $(addprefix sub-push-,$(ALL_ARCH))
build: bin/$(BIN)-$(ARCH)
# 先启动一个容器
```bash
bin/$(BIN)-$(ARCH): $(SRCS)
	mkdir -p bin
	docker run --rm -u $$(id -u):$$(id -g) -v $$(pwd):/build 
		$(KUBE_CROSS_IMAGE):$(KUBE_CROSS_VERSION) 
		/bin/bash -c "

			cd /build && 
			$(TRIPLE)-gcc $(CFLAGS) -o $@ $^ && 
			$(TRIPLE)-strip $@"
 

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container: .container-$(ARCH)
.container-$(ARCH): bin/$(BIN)-$(ARCH)
	docker build --pull -t $(IMAGE_WITH_ARCH):$(TAG) --build-arg ARCH=$(ARCH) .
	touch $@

push: .push-$(ARCH)
.push-$(ARCH): .container-$(ARCH)
	docker push $(IMAGE_WITH_ARCH):$(TAG)
	touch $@

# Useful for testing, not automatically included in container image
orphan: bin/orphan-$(ARCH)
bin/orphan-$(ARCH): orphan.c
	mkdir -p bin
	docker run -u $$(id -u):$$(id -g) -v $$(pwd):/build 
		$(KUBE_CROSS_IMAGE):$(KUBE_CROSS_VERSION) 
		/bin/bash -c "

			cd /build && 
			$(TRIPLE)-gcc $(CFLAGS) -o $@ $^ && 
			$(TRIPLE)-strip $@"
clean:
	rm -rf .container-* .push-* bin/

ARCH值：

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# Architectures supported: amd64, arm, arm64, ppc64le and s390x
ARCH ?= amd64
ALL_ARCH = amd64 arm arm64 ppc64le s390x

可以看出支持很多架构类型，默认为amd64

制作pause镜像的过程如下：

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REGISTRY ?= staging-k8s.gcr.io
IMAGE = $(REGISTRY)/pause
IMAGE_WITH_ARCH = $(IMAGE)-$(ARCH)
TAG = 3.1
ARCH ?= amd64
BIN = pause
SRCS = pause.c
REV = $(shell git describe --contains --always --match='v*')
CFLAGS = -Os -Wall -Werror -static -DVERSION=v$(TAG)-$(REV)
KUBE_CROSS_IMAGE ?= k8s.gcr.io/kube-cross
KUBE_CROSS_VERSION ?= $(shell cat ../build-image/cross/VERSION)
ifeq ($(ARCH),amd64)
	TRIPLE ?= x86_64-linux-gnu
build: bin/$(BIN)-$(ARCH)
# 启动一个容器
bin/$(BIN)-$(ARCH): $(SRCS)
	mkdir -p bin
	docker run --rm -u $$(id -u):$$(id -g) -v $$(pwd):/build 
		$(KUBE_CROSS_IMAGE):$(KUBE_CROSS_VERSION) 
		/bin/bash -c "

			cd /build && 
			$(TRIPLE)-gcc $(CFLAGS) -o $@ $^ && 
			$(TRIPLE)-strip $@"
# build一个pause镜像
container: .container-$(ARCH)
.container-$(ARCH): bin/$(BIN)-$(ARCH)
	docker build --pull -t $(IMAGE_WITH_ARCH):$(TAG) --build-arg ARCH=$(ARCH) .
	touch $@

$(KUBE_CROSS_IMAGE):$(KUBE_CROSS_VERSION)=k8s.gcr.io/kube-cross:v1.12.6-1

启动一个容器

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bin/pause-amd64:pause.c
	mkdir -p bin
	docker run --rm -u $$(id -u):$$(id -g) -v $$(pwd):/build 
		k8s.gcr.io/kube-cross:v1.12.6-1 
		/bin/bash -c "

			cd /build && 
			x86_64-linux-gnu-gcc v3.1-$(REV) -o $@ $^ && 
			x86_64-linux-gnu-strip $@"
# build一个pause镜像
container: .container-amd64
.container-amd64: bin/pause-amd64
	docker build --pull -t staging-k8s.gcr.io/pause-amd64:3.1 --build-arg ARCH=amd64 .

至于详细的构建过程，我就不写了， 我看不懂呀！

pause容器的工作
可知kubernetes的pod抽象基于Linux的namespace和cgroups，为容器提供了良好的隔离环境。在同一个pod中，不同容器犹如在localhost中。

在Unix系统中，PID为1的进程为init进程，即所有进程的父进程。它很特殊，维护一张进程表，不断地检查进程状态。例如，一旦某个子进程由于父进程的错误而变成了“孤儿进程”，其便会被init进程进行收养并最终回收资源，从而结束进程。

或者，某子进程已经停止但进程表中仍然存在该进程，因为其父进程未进行wait syscall进行索引，从而该进程变成“僵尸进程”，这种僵尸进程存在时间较短。不过如果父进程只wait，而未syscall的话，僵尸进程便会存在较长时间。

同时，init进程不能处理某个信号逻辑，拥有“信号屏蔽”功能，从而防止init进程被误杀。

容器中使用pid namespace来对pid进行隔离，从而每个容器中均有其独立的init进程。例如对于寄主机上可以用个发送SIGKILL或者SIGSTOP(也就是docker kill 或者docker stop)来强制终止容器的运行，即终止容器内的init进程。一旦init进程被销毁， 同一pid namespace下的进程也随之被销毁，并容器进程被回收相应资源。

kubernetes中的pause容器便被设计成为每个业务容器提供以下功能：
在pod中担任Linux命名空间共享的基础；
启用pid命名空间，开启init进程。

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[root@harbor1 ~]# docker run -idt --name pause-ceshi cntsp/pause:3.1 

ce2a4ffccf1d2b190b9f8cc45f6e4912f278aa7a55280ce8a69433e5345e5816
[root@harbor1 ~]# docker run -idt --name busybox11 --net=container:pause11 --pid=container:pause11 --ipc=container:pause11 busybox

docker: Error response from daemon: No such container: pause11.
See 'docker run --help'.
[root@harbor1 ~]# docker run -idt --name busybox11 --net=container:pause-ceshi --pid=container:pause-ceshi --ipc=container:pause-ceshi busybox

Unable to find image 'busybox:latest' locally
latest: Pulling from library/busybox
8e674ad76dce: Pull complete 
Digest: sha256:c94cf1b87ccb80f2e6414ef913c748b105060debda482058d2b8d0fce39f11b9
Status: Downloaded newer image for busybox:latest
6bec8c69198eaa444580ccaa0a50afbc16a51eea489fa7e81729d535cb691ea6
[root@harbor1 ~]# docker ps -a 

CONTAINER ID        IMAGE                                          COMMAND             CREATED             STATUS                PORTS                          NAMES
6bec8c69198e        busybox                                        "sh"                bout a minute ago   Up About a minute                                    busybox11
ce2a4ffccf1d        cntsp/pause:3.1                                "/pause"            2 minutes ago       Up 2 minutes                                         pause-ceshi
[root@harbor1 ~]# docker exec -it busybox11 /bin/bash

OCI runtime exec failed: exec failed: container_linux.go:348: starting container process caused "exec: "/bin/bash": stat /bin/bash: no such file or directory": unknown
[root@harbor1 ~]# docker exec -it busybox11 /bin/sh

/ # ps aux

PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 /pause
    6 root      0:00 sh
   16 root      0:00 /bin/sh
   21 root      0:00 ps aux
/ # 

这里补充一点：Docker网络模式：
其中有一种是Container:
			> * 复用其它容器的网络
Container模式：
	>	* 重用另一个容器的Network Namespace,新创建的容器不会创建网卡，配置IP
	>	* 和一个指定的容器共享IP、端口范围
	>	* 两个容器除了网络方面，其它的如文件系统、进程列表等还是隔离的，两个容器的进程可以通过lo网卡设备通信。
	>	* Pod里的Pause容器和Pod里的其它容器就是此种网络

kubernetes集群中的pause容器

标签：document   man   UNC   空间   oss   构建   网络模式   point   warning   

原文地址：https://www.cnblogs.com/lijianming180/p/12147607.html

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文章标题：kubernetes集群中的pause容器
文章链接：http://soscw.com/essay/80837.html

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