Kubernetes 中 Pod、Node 和 Service 的区别

概述

在 Kubernetes 中，Pod、Node 和 Service 是三个核心概念，它们各自承担不同的职责，共同构成了 Kubernetes 的容器编排体系。

一、Node（节点）

定义

Node 是 Kubernetes 集群中的物理机或虚拟机，是集群的计算资源提供者。

特点

硬件层面：Node 是实际的服务器（物理机或虚拟机）
资源提供者：提供 CPU、内存、存储等计算资源
运行环境：Pod 运行的宿主机
集群组成：多个 Node 组成 Kubernetes 集群

Node 的类型

类型	说明	职责
Master Node	控制平面节点	管理集群、调度 Pod、存储集群状态
Worker Node	工作节点	运行实际的应用 Pod

Node 的组件

Worker Node 组件：
├── kubelet        # 管理 Pod 生命周期
├── kube-proxy     # 管理网络规则
├── Container Runtime  # 容器运行时（Docker/containerd）
└── Pod            # 运行的 Pod 实例

查看 Node

bash

# 查看所有节点
kubectl get nodes

# 查看节点详细信息
kubectl describe node <node-name>

# 查看节点资源使用情况
kubectl top nodes

示例输出

NAME           STATUS   ROLES           AGE   VERSION
master-node    Ready    control-plane   10d   v1.28.0
worker-node-1  Ready    <none>          10d   v1.28.0
worker-node-2  Ready    <none>          10d   v1.28.0

二、Pod（容器组）

定义

Pod 是 Kubernetes 中最小的部署单元，是一组容器的集合。

特点

容器组：一个 Pod 可以包含一个或多个容器
共享资源：Pod 内的容器共享网络命名空间和存储卷
原子性：Pod 作为一个整体被调度、部署、删除
临时性：Pod 是临时的，可以被随时创建和销毁
唯一 IP：每个 Pod 有唯一的 IP 地址

Pod 的生命周期

Pending → Running → Succeeded/Failed
   ↓         ↓
 调度中    运行中

状态	说明
Pending	Pod 已创建，等待调度到 Node
Running	Pod 已绑定到 Node，容器正在运行
Succeeded	Pod 中所有容器成功终止
Failed	Pod 中至少有一个容器失败终止
Unknown	无法获取 Pod 状态

Pod 的组成

yaml

Pod:
├── 容器 1（主容器）
├── 容器 2（Sidecar 容器，可选）
├── 共享网络（localhost 通信）
└── 共享存储卷（Volume）

Pod 示例

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.25
    ports:
    - containerPort: 80

查看 Pod

bash

# 查看所有 Pod
kubectl get pods

# 查看 Pod 详细信息
kubectl describe pod <pod-name>

# 查看 Pod 日志
kubectl logs <pod-name>

# 进入 Pod 容器
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash

三、Service（服务）

定义

Service 是 Kubernetes 中的网络抽象层，为一组 Pod 提供稳定的访问入口。

为什么需要 Service？

问题：

Pod 的 IP 地址是动态的，Pod 重启后 IP 会变化
Pod 可能有多个副本，如何负载均衡？
如何从集群外部访问 Pod？

解决方案：

Service 提供稳定的虚拟 IP（Cluster IP）
Service 自动负载均衡到后端 Pod
Service 提供服务发现机制

Service 的类型

类型	说明	使用场景
ClusterIP	集群内部访问（默认）	微服务间通信
NodePort	通过节点端口访问	开发测试环境
LoadBalancer	云厂商负载均衡器	生产环境外部访问
ExternalName	映射到外部 DNS	访问外部服务

Service 工作原理

Client Request
    ↓
Service (Cluster IP: 10.96.0.10:80)
    ↓
负载均衡（kube-proxy）
    ↓
┌─────────┬─────────┬─────────┐
Pod 1     Pod 2     Pod 3
(10.1.1.1) (10.1.1.2) (10.1.1.3)

Service 示例

1. ClusterIP（集群内部访问）

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  type: ClusterIP  # 默认类型
  selector:
    app: nginx  # 选择标签为 app=nginx 的 Pod
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80        # Service 端口
    targetPort: 80  # Pod 端口

访问方式：

bash

# 集群内部访问
curl http://nginx-service:80

2. NodePort（节点端口访问）

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-nodeport
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30080  # 节点端口（30000-32767）

访问方式：

bash

# 通过任意节点 IP + NodePort 访问
curl http://<node-ip>:30080

3. LoadBalancer（负载均衡器）

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-lb
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

访问方式：

bash

# 通过云厂商分配的外部 IP 访问
curl http://<external-ip>:80

查看 Service

bash

# 查看所有 Service
kubectl get services
kubectl get svc

# 查看 Service 详细信息
kubectl describe service <service-name>

# 查看 Service 的 Endpoints（后端 Pod）
kubectl get endpoints <service-name>

四、三者关系对比

关系图

┌─────────────────────────────────────────┐
│           Kubernetes Cluster            │
│                                         │
│  ┌─────────────────────────────────┐   │
│  │         Node (物理机/虚拟机)      │   │
│  │                                 │   │
│  │  ┌─────────────────────────┐   │   │
│  │  │   Pod (容器组)           │   │   │
│  │  │  ┌──────────────────┐   │   │   │
│  │  │  │  Container 1     │   │   │   │
│  │  │  └──────────────────┘   │   │   │
│  │  │  ┌──────────────────┐   │   │   │
│  │  │  │  Container 2     │   │   │   │
│  │  │  └──────────────────┘   │   │   │
│  │  └─────────────────────────┘   │   │
│  │           ↑                     │   │
│  └───────────┼─────────────────────┘   │
│              │                         │
│  ┌───────────┼─────────────────────┐   │
│  │   Service (网络抽象)             │   │
│  │   - Cluster IP: 10.96.0.10     │   │
│  │   - 负载均衡到后端 Pod           │   │
│  └─────────────────────────────────┘   │
└─────────────────────────────────────────┘

对比表

维度	Node	Pod	Service
层级	硬件层	应用层	网络层
定义	物理机/虚拟机	容器组	网络抽象
职责	提供计算资源	运行应用容器	提供稳定访问入口
生命周期	长期存在	临时的，可随时销毁	长期存在
IP 地址	节点 IP（固定）	Pod IP（动态）	Cluster IP（固定）
数量关系	1 个 Node 运行多个 Pod	1 个 Pod 包含多个容器	1 个 Service 对应多个 Pod
可见性	集群管理员关注	开发者关注	开发者关注

类比理解

Kubernetes	现实世界类比
Node	办公楼（提供场地）
Pod	办公室（工作单元）
Service	前台接待（统一入口）

场景：

Node：办公楼提供场地、电力、网络等基础设施
Pod：办公室里有员工（容器）在工作
Service：前台接待统一接待访客，然后分配到不同办公室

五、完整示例：部署 Nginx 应用

1. 创建 Deployment（管理 Pod）

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3  # 创建 3 个 Pod 副本
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.25
        ports:
        - containerPort: 80

2. 创建 Service（暴露 Pod）

yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx  # 选择标签为 app=nginx 的 Pod
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30080

3. 部署应用

bash

# 应用配置
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
kubectl apply -f nginx-service.yaml

# 查看部署结果
kubectl get nodes
kubectl get pods
kubectl get services

# 访问应用
curl http://<node-ip>:30080

4. 查看完整信息

bash

# 查看 Pod 运行在哪个 Node 上
kubectl get pods -o wide

# 输出示例：
NAME                               READY   STATUS    NODE
nginx-deployment-7d6b8c9f8-abc12   1/1     Running   worker-node-1
nginx-deployment-7d6b8c9f8-def34   1/1     Running   worker-node-2
nginx-deployment-7d6b8c9f8-ghi56   1/1     Running   worker-node-1

# 查看 Service 的 Endpoints（后端 Pod）
kubectl get endpoints nginx-service

# 输出示例：
NAME            ENDPOINTS
nginx-service   10.1.1.1:80,10.1.1.2:80,10.1.1.3:80

六、常见问题

Q1: Pod 和容器的区别？

维度	容器	Pod
定义	单个应用进程	一组容器的集合
网络	独立网络命名空间	共享网络命名空间
存储	独立存储	可共享存储卷
调度	不能单独调度	Kubernetes 调度单元

示例：

yaml

# 一个 Pod 包含多个容器（Sidecar 模式）
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: app-with-sidecar
spec:
  containers:
  - name: app          # 主容器
    image: myapp:1.0
  - name: log-agent    # Sidecar 容器（收集日志）
    image: fluentd:1.0

Q2: 为什么 Pod 重启后 IP 会变？

Pod 是临时的，重启后会被分配新的 IP
这就是为什么需要 Service 提供稳定的访问入口

Q3: Service 如何找到后端 Pod？

通过 Label Selector（标签选择器）：

yaml

# Service 配置
selector:
  app: nginx  # 选择标签为 app=nginx 的 Pod

# Pod 配置
metadata:
  labels:
    app: nginx  # Pod 的标签

Q4: 一个 Node 可以运行多少个 Pod？

取决于：

Node 的资源（CPU、内存）
Pod 的资源请求（requests）
默认限制：每个 Node 最多 110 个 Pod（可配置）

Q5: Service 的 Cluster IP 是什么？

虚拟 IP：不是真实的网络接口
稳定不变：Service 删除前不会改变
集群内可访问：只能在集群内部访问（除非是 NodePort/LoadBalancer）

七、最佳实践

1. Node 管理

bash

# 标记节点为不可调度（维护时）
kubectl cordon <node-name>

# 驱逐节点上的 Pod（维护前）
kubectl drain <node-name> --ignore-daemonsets

# 恢复节点调度
kubectl uncordon <node-name>

2. Pod 设计

✅ 单一职责：一个 Pod 运行一个主应用
✅ 资源限制：设置 requests 和 limits
✅ 健康检查：配置 livenessProbe 和 readinessProbe
✅ 优雅终止：处理 SIGTERM 信号

yaml

spec:
  containers:
  - name: app
    image: myapp:1.0
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"
        cpu: "100m"
      limits:
        memory: "256Mi"
        cpu: "200m"
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /health
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 30
      periodSeconds: 10

3. Service 设计

✅ 使用 ClusterIP：微服务间通信
✅ 使用 NodePort：开发测试环境
✅ 使用 LoadBalancer：生产环境外部访问
✅ 配置会话亲和性：需要时使用 sessionAffinity

yaml

spec:
  sessionAffinity: ClientIP  # 同一客户端请求路由到同一 Pod
  sessionAffinityConfig:
    clientIP:
      timeoutSeconds: 10800

八、总结

核心要点

Node：硬件层，提供计算资源
Pod：应用层，运行容器
Service：网络层，提供稳定访问

记忆口诀

Node 是地基（硬件资源）
Pod 是房子（应用容器）
Service 是门牌号（稳定入口）

工作流程

1. 集群管理员添加 Node（提供资源）
   ↓
2. 开发者创建 Deployment（定义 Pod）
   ↓
3. Kubernetes 调度 Pod 到 Node 上运行
   ↓
4. 创建 Service 暴露 Pod（提供访问入口）
   ↓
5. 客户端通过 Service 访问应用

下一步学习

Deployment：管理 Pod 的副本和更新
ConfigMap/Secret：管理配置和敏感信息
Ingress：HTTP/HTTPS 路由
StatefulSet：有状态应用管理
DaemonSet：每个 Node 运行一个 Pod

Kubernetes 中 Pod、Node 和 Service 的区别 ​

概述 ​

一、Node（节点） ​

定义 ​

特点 ​

Node 的类型 ​

Node 的组件 ​

查看 Node ​

示例输出 ​

二、Pod（容器组） ​

定义 ​

特点 ​

Pod 的生命周期 ​

Pod 的组成 ​

Pod 示例 ​

查看 Pod ​

三、Service（服务） ​

定义 ​

为什么需要 Service？ ​

Service 的类型 ​

Service 工作原理 ​

Service 示例 ​

1. ClusterIP（集群内部访问） ​

2. NodePort（节点端口访问） ​

3. LoadBalancer（负载均衡器） ​

查看 Service ​

四、三者关系对比 ​

关系图 ​

对比表 ​

类比理解 ​

五、完整示例：部署 Nginx 应用 ​

1. 创建 Deployment（管理 Pod） ​

2. 创建 Service（暴露 Pod） ​

3. 部署应用 ​

4. 查看完整信息 ​

六、常见问题 ​

Q1: Pod 和容器的区别？ ​

Q2: 为什么 Pod 重启后 IP 会变？ ​

Q3: Service 如何找到后端 Pod？ ​

Q4: 一个 Node 可以运行多少个 Pod？ ​

Q5: Service 的 Cluster IP 是什么？ ​

七、最佳实践 ​

1. Node 管理 ​

2. Pod 设计 ​

3. Service 设计 ​

八、总结 ​

核心要点 ​

记忆口诀 ​

工作流程 ​

下一步学习 ​

参考资料 ​

Kubernetes 中 Pod、Node 和 Service 的区别

概述

一、Node（节点）

定义

特点

Node 的类型

Node 的组件

查看 Node

示例输出

二、Pod（容器组）

定义

特点

Pod 的生命周期

Pod 的组成

Pod 示例

查看 Pod

三、Service（服务）

定义

为什么需要 Service？

Service 的类型

Service 工作原理

Service 示例

1. ClusterIP（集群内部访问）

2. NodePort（节点端口访问）

3. LoadBalancer（负载均衡器）

查看 Service

四、三者关系对比

关系图

对比表

类比理解

五、完整示例：部署 Nginx 应用

1. 创建 Deployment（管理 Pod）

2. 创建 Service（暴露 Pod）

3. 部署应用

4. 查看完整信息

六、常见问题

Q1: Pod 和容器的区别？

Q2: 为什么 Pod 重启后 IP 会变？

Q3: Service 如何找到后端 Pod？

Q4: 一个 Node 可以运行多少个 Pod？

Q5: Service 的 Cluster IP 是什么？

七、最佳实践

1. Node 管理

2. Pod 设计

3. Service 设计

八、总结

核心要点

记忆口诀

工作流程

下一步学习

参考资料