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加速 Kubernetes 镜像拉取

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加速 Kubernetes 镜像拉取

Kubernetes pod 启动时会拉取用户指定的镜像,一旦这个过程耗时太久就会导致 pod 长时间处于 pending 的状态,从而无法快速提供服务。

镜像拉取的过程参考下图所示:加速 Kubernetes 镜像拉取

Pod 的 imagePullPolicy 镜像拉取策略有三种:

  • IfNotPresent:只有当镜像在本地不存在时才会拉取。
  • Always:kubelet 会对比镜像的 digest ,如果本地已缓存则直接使用本地缓存,否则从镜像仓库中拉取。
  • Never:只使用本地镜像,如果不存在则直接失败。

说明:每个镜像的 digest 一定唯一,但是 tag 可以被覆盖。


从镜像拉取的过程来看,我们可以从以下三个方面来加速镜像拉取:

  1. 缩减镜像大小: 使用较小的基础镜像、移除无用的依赖、减少镜像 layer 、使用多阶段构建等等。 推荐使用 docker-slim
  2. 加快镜像仓库与 k8s 节点之间的网络传输速度。
  3. 主动缓存镜像: Pre-pulled 预拉取镜像,以便后续直接使用本地缓存,比如可以使用 daemonset 定期同步仓库中的镜像到 k8s 节点本地。

题外话 1:本地镜像缓存多久?是否会造成磁盘占用问题?

本地缓存的镜像一定会占用节点的磁盘空间,也就是说缓存的镜像越多,占用的磁盘空间越大,并且缓存的镜像默认一直存在,并没有 TTL 机制(比如说多长时间以后自动过期删除)。

但是,k8s 的 GC 机制会自动清理掉镜像。当节点的磁盘使用率达到 HighThresholdPercent 高百分比阈值时(默认 85% )会触发垃圾回收,此时 kubelet 会根据使用情况删除最旧的不再使用的镜像,直到磁盘使用率达到 LowThresholdPercent(默认 80% )。

题外话 2:镜像 layer 层数真的越少越好吗?

我们经常会看到一些文章说在 Dockerfile 里使用更少的 RUN 命令之类的减少镜像的 layer 层数然后缩减镜像的大小,layer 越少镜像越小这确实没错,但是某些场景下得不偿失。首先,如果你的 RUN 命令很大,一旦你修改了其中某一个小的部分,那么这个 layer 在构建的时候就只能重新再来,无法使用任何缓存;其次,镜像的 layer 在上传和下载的过程中是可以并发的,而单独一个大的层无法进行并发传输。