一、为什么需要 Pod：

1、容器的基本概念：

容器的本质实际上是一个进程，是一个视图被隔离，资源受限的进程。容器里面 PID=1 的进程就是应用本身，这意味着管理虚拟机等于管理基础设施，但管理容器却等于直接管理应用本身。

Kubernetes 是云时代的操作系统，容器镜像就是这个操作系统的软件安装包。

2、真实操作系统中的例子：

Helloworld 程序实际上是由一组进程组成的，从 Linux 系统中去查看 Helloworld 中的 pstree，将会看到这个 Helloworld 实际上是由四个线程组成的，分别是 {api、main、log、compute}。也就是说，四个这样的线程共同协作，共享 Helloworld 程序的资源，组成了 Helloworld 程序的真实工作情况。

3、进程组的概念：

容器可以类比为进程，那么 Pod 就是进程组。

(1) 容器实际上是一个“单进程”模型，意思是容器的生命周期等同于 PID=1 的进程（容器应用进程）的生命周期，不是说容器里不能创建多进程。

一般情况下，容器应用进程并不具备进程管理能力，所以通过 exec 或者 ssh 在容器里创建的其他进程，一旦异常退出（比如 ssh 终止）很容易变成孤儿进程。

(2) Pod 实际上是 kubernetes 项目抽象出来的一个可以类比为进程组的概念。

由四个进程共同组成的一个应用 Helloworld，在 Kubernetes 里面，实际上会被定义为一个拥有四个容器的 Pod。

Pod 在 Kubernetes 里面只有一个逻辑单位，没有一个真实的东西对应 Pod，真正起来在物理上存在的东西，就是四个容器。这四个容器，或者说是多个容器的组合就叫做 Pod。

Pod 是 Kubernetes 分配资源的一个单位，因为里面的容器要共享某些资源，所以 Pod 也是 Kubernetes 的原子调度单位。

(3) Pod 是 Kubernetes 里的原子调度单位：Pod 是 Kubernetes 中最小的调度单位，包含一个或多个容器。通过将容器打包到 Pod 中，Kubernetes 可以更好地管理资源分配和调度。Pod 作为原子单位可以保证容器之间共享资源和网络等方面的一致性。

二、Pod 的实现机制：

容器之间原本是被 Linux Namespace 和 cgroups 隔开的，Pod 要解决的核心问题就是如何让一个 Pod 里的多个容器之间最高效的共享某些资源和数据。

1、共享网络：

(1) 有一个 Pod，其中包含了一个容器 A 和一个容器 B，它们两个要共享 Network Namespace。在 Kubernetes 里，它会在每个 Pod 中，额外起一个 Infra container 小容器来共享整个 Pod 的 Network Namespace。

(2) 一个 Pod 里面的所有容器，它们的网络设备、IP地址、Mac地址等等，跟网络相关的信息完全是一样的，都来自于 Pod 第一次创建的这个 Infra container。

(3) 所以整个 Pod 里面，必然是 Infra container 第一个启动。并且整个 Pod 的生命周期是等同于 Infra container 的生命周期的，与容器 A 和 B 无关。

2、共享存储：

把 volume 变成了 Pod level，在每一个容器里可以直接声明要挂载的volume，只要声明了挂载这个 volume，在容器里去看这个目录，大家看到的就是同一份。

三、容器设计模式 Sidecar

Sidecar 是说在 Pod 里面，可以定义一些专门的容器，来执行主业务容器所需要的一些辅助工作。

Sidecar 应用场景：

1、日志收集：

业务容器将日志写在一个 Volume 里面，由于 Volume 在 Pod 里面是被共享的，所以日志容器即 Sidecar 容器可以通过共享该 Volume，直接把日志文件读出来，然后存到远程存储里面。

2、代理容器：

假如有个 Pod 需要访问一个外部系统，但是这些外部系统是一个集群，可以通过 Sidecar 代理容器处理对接外部的服务集群，它对外暴露出来只有一个 IP 地址。业务容器主要访问 Proxy，然后由 Proxy 去连接这些服务集群。

3、适配器容器：

将业务容器暴露出来的接口转换为另一种格式。