K8s控制器

1、控制器类型:

  • Deployment:适合无状态的服务部署
  • StatefullSet:适合有状态的服务部署
  • DaemonSet:一次部署,所有的node节点都会部署
  • Job:一次性的执行任务
  • Cronjob:周期性的执行任务

1.1无状态服务和有状态服务

无状态服务
1)deployment 认为所有的pod都是一样的
2)不用考虑顺序的要求
3)不用考虑在哪个node节点上运行
4)可以随意扩容和缩容


有状态服务
1)实例之间有差别,每个实例都有自己的独特性,元数据不同,例如etcd,zookeeper
2)实例之间不对等的关系,以及依靠外部存储的应用。

2、ReplicationController 和 ReplicaSet

ReplicationController(RC)用来确保容器应用的副本数始终保持在用户定义的副本数,即如果有容器异常退 出,会自动创建新的 Pod 来替代;而如果异常多出来的容器也会自动回收;

在新版本的 Kubernetes 中建议使用 ReplicaSet 来取代 ReplicationController 。ReplicaSet 跟 ReplicationController 没有本质的不同,只是名字不一样,并且 ReplicaSet 支持集合式的 selector;

apiVersion: apps/v1     # 不同k8s版本此处不同,此处为1.18 API
kind: ReplicaSet 
metadata:
  name: frontend 
spec:
  replicas: 3 
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend 
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: frontend 
    spec:
      containers:
      - name: php-redis 
        image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3 
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM 
          value: dns 
        ports:
        - containerPort: 80

3、 Deployment

适合部署无状态的应用服务,用来管理pod和replicaset,具有上线部署、副本设定、滚动更新、回滚等功能,还可提供声明式更新,例如只更新一个新的Image;

Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供了一个声明式定义 (declarative) 方法,用来替代以前的 ReplicationController 来方便的管理应用。典型的应用场景包括;

  • 定义 Deployment 来创建 Pod 和 ReplicaSet
  • 滚动升级和回滚应用
  • 扩容和缩容
  • 暂停和继续 Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3   #指定副本数为3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx1
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

4、StatefulSet

StatefulSet 作为 Controller 为 Pod 提供唯一的标识。它可以保证部署和 scale 的顺序

StatefulSet是为了解决有状态服务的问题(对应Deployments和ReplicaSets是为无状态服务而设计),其应用场景包括:

  • 稳定的持久化存储,即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据,基于PVC来实现
  • 稳定的网络标志,即Pod重新调度后其PodName和HostName不变,基于Headless Service(即没有 Cluster IP的Service)来实现
  • 有序部署,有序扩展,即Pod是有顺序的,在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次依次进行(即从0到 N-1,在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态),基于init containers来实现
  • 有序收缩,有序删除(即从N-1到0)
apiVersion: apps/v1beta1  
kind: StatefulSet  
metadata:
  name: nginx-statefulset  
  namespace: default
spec:
  serviceName: nginx  
  replicas: 3  # 指定副本数量
  selector:
    matchLabels:  
       app: nginx
  template:  
    metadata:
      labels:
        app: nginx  
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest  
        ports:
        - containerPort: 80 

5、DaemonSet

DaemonSet 确保全部(或者一些)Node 上运行一个 Pod 的副本。当有 Node 加入集群时,也会为他们新增一个 Pod 。当有 Node 从集群移除时,这些 Pod 也会被回收。删除 DaemonSet 将会删除它创建的所有 Pod

使用 DaemonSet 的一些典型用法:

  • 运行集群存储 daemon,例如在每个 Node 上运行 glusterd 、 ceph
  • 在每个 Node 上运行日志收集 daemon,例如 fluentd 、 logstash
  • 在每个 Node 上运行监控 daemon,例如 Prometheus Node Exporter、 collectd 、Datadog 代理、 New Relic 代理,或 Ganglia gmond
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet 
metadata:
  name: nginx-daemonset
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

6、Job

Job 负责批处理任务,即仅执行一次的任务,它保证批处理任务的一个或多个 Pod 成功结束

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]    #命令是计算π的值
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4    #重试次数默认是6次,修改为4次,当遇到异常时Never状态会重启,所以要设定次数。

7、CronJob

Cron Job 管理基于时间的 Job,即:

  • 在给定时间点只运行一次
  • 周期性地在给定时间点运行

使用前提条件:当前使用的 Kubernetes 集群,版本 >= 1.8(对 CronJob)。对于先前版本的集群,版本 < 1.8,启动 API Server时,通过传递选项 –runtime-config=batch/v2alpha1=true 可以开启 batch/v2alpha1 API

典型的用法如下所示:

  • 在给定的时间点调度 Job 运行
  • 创建周期性运行的 Job,例如:数据库备份、发送邮件
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

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