第七章 Pod控制器

标签：kubectl 控制器副本 name 对象第七章 Pod

1 关于Pod控制器

1.1 控制器与Pod对象

　　Pod控制器资源通过持续性的监控集群中运行着的Pod资源对象来确保受其管控的资源严格符合用户期望的状态，例如资源副本的数量要精确符合期望等，通常，一个Pod控制器资源至少应该包含三个基本的组成部分。

标签选择器：匹配并关联Pod资源对象，并据此完成受其管控的Pod资源计数
期望的副本数：期望在集群中精确运行着的Pod资源的对象数量
Pod模板：用于新建Pod资源对象的Pod模板资源

2 ReplicaSet控制器

2.1 ReplicaSet概述

　　相比较于手动创建和管理Pod资源来说，ReplicaSet能够实现以下功能。

确保Pod资源对象的数量精确反映期望值：ReplicaSet需要确保由其控制运行的Pod副本数量精确吻合配置中定义的期望值，否则就会自动补足所缺或终止所余。
确保Pod健康运行：探测到由其管控的Pod对象因其所在的工作节点故障而不可用时，自动请求由调度器于其他工作节点创建缺失的Pod副本。
弹性伸缩：业务规模因各种原因时常存在明显波动，在波峰或波谷期间，可以通过ReplicaSet控制器动态调整相关Pod资源对象的数量。此外，在必要时还可以通过HPA(HroizontalPodAutoscaler)控制器实现Pod资源规模的自动伸缩。

2.2 创建ReplicaSet

apiVersion: apps/v1 
kind: ReplicaSet 
metadata :
  name: rs-example
spec:
  replicas: 2 
  selector:
    matchLabels: 
      app:rs-demo
  template: 
    metadata: 
      labels:
        app:rs-demo 
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1 
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80

replicas<integer>：期望的Pod对象副本数
selector<Object>：当前控制器匹配Pod对象副本的标签选择器，支持matchLabels和matchExpressions两种匹配机制
template<Object>：用于补足Pod副本数量时使用的Pod模板资源
minReadySeconds<integer>：新建的Pod对象，在启动后的多少时间内如果其容器未发生崩溃等异常情况即被视为“就绪”；默认为0秒，表示一旦就绪性探测成功，即被视为可用。

2.3 replicaSet扩容和缩容

　　kubectl提供了一个专用的子命令scale用于实现应用规模的伸缩，它支持从资源清单文件中获取新的目标副本数量，也可以直接在命令行通过“--replicas”选项进行读取：

　　例如，将re-example控制器的Pod副本数量提升至5个：

# kubectl scale replicasets rs-example --replicas=5

　　另外，kubectl scale命令还支持在现有Pod副本数量符合指定的值时才执行扩展操作，这仅需要为命令使用“--current-replicas”选项即可。

　　例如，下面的命令表示如果rs-example目前的Pod副本数量为2，就将其扩展至4个

# kubectl scale replicasets rs-example --current-replicas=2 --replicas=4

2.4 删除ReplicaSet控制器资源

　　使用kubectl delete命令删除ReplicaSet对象时默认会一并删除其管控的各Pod对象，有时，考虑到这些Pod资源未必由其创建，或者即便由其创建却也并非自身的组成部分，故而剋为命令使用“--cascade=false”选项，取消级联，删除相关的Pod对象，这在Pod资源后续可能会再次用到时尤为有用。

　　例如：删除rs控制器rs-example：

# kubectl delete replicasets rs-example --cascade=false

　　删除操作完成后，此前由rs-example控制器管控的各Pod对象仍处于活动状态，但他们变成了自主式Pod资源，用户需要自行组织和维护好他们。

3 Deployment控制器

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment 
metadata:
  name: myapp-deploy 
spec:
  replicas: 3 
  selector:
    matchLabels: 
      app: myapp
  template: 
    metadata: 
      labels:
        app: myapp 
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1 
        ports:
        - containerPort: 80
          name: http

3.1 Deployment更新策略

　　Deployment控制器支持两种更新策略：滚动更新(rolling update)和重新创建(recreate),默认为滚动更新。

　　Deployment控制器的滚动更新操作并非在同一个ReplicaSet控制器对象下删除并创建Pod资源，而是将他们分置于两个不同的控制器之下；旧控制器的Pod对象数量不断减少的同时，新控制器的Pod对象数量不断增加，直到旧控制器不在拥有Pod对象，而新控制器的副本数量变得完全符合期望值为止。

　　滚动更新时，应用升级期间还要确保可用的Pod对象数量不低于某阈值以确保可以持续处理客户端的服务请求，变动的方式和Pod对象的数量范围将通过spec.strategy.rolling.Update.maxSurge和spec.strategy.rolling.Update.maxUnavailable两个属性协调进行定义，如下

maxSusge：指定升级期间存在的总Pod对象数量最多可超出期望值的个数，其值可以时0或正整数，也可以时一个期望值的百分比；例如，如果期望值为3，当前的属性值为1，则表示Pod对象的总数不能超过4个
maxUnavailable：升级期间不可用的Pod副本数(包括新旧版本)最多不能低于期望值的个数，其值可以是0或正整数，也可以是一个期望值的百分比，默认值为1，该值意味着如果期望值是3，则升级期间至少要有两个Pod对象处于正常提供服务的状态。

3.2 回滚Deployment控制器下的应用发布

　　Deployment控制器的回滚操作可使用“kubectl rollout undo”命令完成，如下面命令可将myapp-deploy回滚至此前版本

# kubectl rollout undo deployments myapp-deploy

　在“kubectl rollout undo”命令上使用“--to-revision”选项指定revision号码即可回滚到历史特定版本，如下可以查看revision历史记录

# kubectl rollout history deployments myapp-deploy

　　若要回滚到号码为2的revision记录，则可以使用如下命令

# kubectl rollout undo deployments myapp-deploy --to-revision=2

4 DaemonSet控制器

　　Daemonset是一种特殊的控制器，他有特定的应用场景，通常运行那些执行系统及操作任务的应用，其应用场景具体如下。

运行集群存储的守护进程，如在各个节点上运行glusterd或ceph
在各个节点上运行日志收集守护进程，如fluentd和logstash
在各个节点上运行监控系统的代理守护进程，如Prometheus Node Exporter、collectd、Datadog agent、New Relic agent或Ganglia gmond等

4.1 创建DaemonSet资源对象

　　例如，在每个节点上运行一个filebeat进程以收集容器相关的日志数据

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet 
metadata:
  name: filebeat-ds 
  labels:
    app: filebeat 
spec:
  selector: 
    matchLabels:
      app: filebeat 
  template:
    metadata: 
      labels :
        app: filebeat 
      name: filebeat
    spec:
      containers:
      - name: filebeat
        image: ikubernetes/filebeat:5.6.5-alpine
        env:
        - name: REDIS_HOST
          value: db.ilinux.io:6379
        - name: LOG_LEVEL 
          value: info

注意⚠️：如果Daemonset所创建的Pod需要运行于指定的Node节点上，可以在Pod模版的spec字段中嵌套使用nodeSelector字段，并确保其值定义的标签选择器与部分定义工作节点的标签匹配即可。

4.2 更新DaemonSet对象

　　在spec.updateStrategy嵌套字段中支持RollingUpdate(滚动更新)和OnDelete(删除时更新)两种更新策略。

　　滚动更新为默认策略，工作逻辑类似于Deployment控制，不过仅支持使用maxUnavailabe属性定义最大不可用Pod资源副本数(默认值为1)，而删除时更新的方式则是在删除相应节点的Pod资源后重建并更新为新版本。

标签：kubectl,控制器,副本,name,对象,第七章,Pod
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