kubernetes(k8s) ：控制器(ReplicaSet、Deployment、DaemonSet、job、Cronjob)

今天药忘吃喽~ 2023-03-12 09:30 48阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1.控制器
 *   *  pod分类和控制器类型
     *  1.replication、controller和reolicaset控制器
     *  2.Deployment控制器
     *  3.DaemonSet控制器
     *  4.StatefulSet控制器
     *  5.job、cronjob和hpa控制器
 *  2. 控制器的部署和实例
 *   *  2.1 ReplicaSet应用
     *  2.2 Deployment应用
     *  2.3 DaemonSet应用
     *  2.4 job控制器
     *  2.5 Cronjob应用

# 1.控制器 #

Pod控制器是用于实现管理pod的中间层，确保pod资源符合预期的状态，pod的资源出现故障时，会尝试 进行重启，当根据重启策略无效，则会重新新建pod的资源。

## pod分类和控制器类型 ##

Pod的分类：

*  自主式Pod：Pod退出后不会被创建
 *  控制器管理的Pod：在控制器的生命周期里，始终要维持Pod的副本数目

控制器类型：

*  Replication Controller和ReplicaSet
 *  Deployment
 *  DaemonSet
 *  StatefulSet
 *  Job
 *  CronJob
 *  HPA全称Horizontal Pod Autoscaler

## 1.replication、controller和reolicaset控制器 ##

*  ReplicaSet 是下一代的 Replication Controller，官方推荐使用ReplicaSet。
 *  ReplicaSet 和 Replication Controller 的唯一区别是选择器的支持，ReplicaSet支持新的基于集合的选择器需求。
 *  ReplicaSet 确保任何时间都有指定数量的 Pod 副本在运行。
 *  虽然 ReplicaSets 可以独立使用，但今天它主要被Deployments 用作协调 Pod 创建、删除和更新的机制。

## 2.Deployment控制器 ##

*  Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供了一个申明式的定义方法。
 *  典型的应用场景：  
    用来创建Pod和ReplicaSet  
    滚动更新和回滚  
    扩容和缩容  
    暂停与恢复

## 3.DaemonSet控制器 ##

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

DaemonSet的典型用法：

*  在每个节点上运行集群存储DaemonSet， 例如glusterd、ceph
 *  在每个节点上运行日志收集DaemonSet，例如fluentd、logstash
 *  在每个节点上运行监控DaemonSet，例如Prometheus Node Exporter、zabbix agent等

一个简单的用法是在所有的节点上都启动一个DaemonSet，将被作为每种类型的daemon使用。  
一个稍微复杂的用法是单独对每种daemon类型使用多个DaemonSet，但具有不同的标志，并且对不同硬件类型具有不同的内存、CPU要求。

## 4.StatefulSet控制器 ##

StatefulSet是用来管理**有状态应用的工作负载API对象**。实例之间有不对等关系，以及实例对外部数据有依赖关系的应用，称为“有状态应用"  
`StatefulSet用来管理Deployment和扩展一组Pod，井且能为这些Pod提供*序号和唯一性保证*。`

StatefulSets 对于需要满足以下一个或多个需求的应用程序很有价值：

*  稳定的、唯一的网络标识符。
 *  稳定的、持久的存储。
 *  有序的、优雅的部署和缩放。
 *  有序的、自动的滚动更新。

## 5.job、cronjob和hpa控制器 ##

**Job：**  
执行批处理任务，仅执行一次任务，保证任务的一个或多个Pod成功结束

**Cronjob：**

*  Cron-Job 创建基于时间调度的Jobs。
 *  一个CronJob对象就像`crontab (crontable)文件中的一行`，它用Cron格式进行编写，并周期性地在给定的调度时间执行Job。

**HPA：**  
根据资源利用率自动调整service中Pod数量，实现Pod水平自动缩放。

# 2. 控制器的部署和实例 #

控制器，之前的pod都是自主式的pod，在删除之后，pod就没有了，没有控制器去维护它

控制器管理的pod：在控制器的生命周期里，始终维持pod的副本数目

## 2.1 ReplicaSet应用 ##

\vi rs.yaml
    vim rs.yaml
    
    apiVersion: apps/v1    #api版本定义
    kind: ReplicaSet       #定义资源类型为ReplicaSet
    metadata:              #元数据定义
      name: replicaset-example
    spec:                  #ReplicaSet的规格定义
      replicas: 2          #定义副本数量为2个
      selector:            #标签选择器，定义匹配pod的标签
        matchLabels:
          app: nginx
      template:            #pod的模板定义
        metadata:          #pod的元数据定义
          labels:          #定义pod的标签，需要和上面定义的标签一致，也可以多出其他标签
            app: nginx
        spec:              #pod的规格定义
          containers:      #容器定义
          - name: nginx    #容器名称
            image: nginx   #容器镜像
    
    kubectl apply -f rs.yaml

每个容器起来之后，都会有app：nginx标签  
rs去匹配pod，标签必须和底下的容器标签一致

注意：在使用指定控制器时，尽量使用apply来创建pod，apply支持更新而create不支持

kubectl get pod
    kubectl get rs

可以看到一次运行了两个pod

kubectl get pod -o wide

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]实现了负载均衡

测试pod的拉伸，直接将yaml文件中副本的个数修改就可

把副本数量修改至现在的3个,可以看到重新更改文件时，直接成功

replicas: 3

kubectl apply -f rs.yaml 
    kubectl get pod -o wide

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]缩减时，也直接更改副本个数就可以。

缩减时也可以直接在文件中修改（又改为两个）：  
可以看到副本数量又变回两个，而且删除的两个是刚才新添加的

使用RS控制pod副本：更改某个pod的标签

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get pod --show-labels 
    NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
    replicaset-example-6vtfm   1/1     Running   0          17m     app=nginx
    replicaset-example-s6sjj   1/1     Running   0          17m     app=nginx
    replicaset-example-whm7w   1/1     Running   0          2m33s   app=nginx
    test                       1/1     Running   2          20h     run=test
    [kubeadm@server1 manifest]$

更改标签

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl label pod replicaset-example-6vtfm app=myapp --overwrite 
    pod/replicaset-example-6vtfm labeled
    [kubeadm@server1 manifest]$

之前是3个pod，由于改了标签，控制器又启了一个pod,控制自己维护的标签的pod始终是3个  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
rs是控制pod的副本的，一直将pod控制在期望状态。当pod数目不足时，会创建某些数量的pod，其他已经修改标签的会变成一个自主式的pod。

删除指定的pod：

此时该pod会被永久删除，不会再被重建

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get pod
    NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    replicaset-example-6vtfm   1/1     Running   0          23m
    replicaset-example-k8vtv   1/1     Running   0          4m19s
    replicaset-example-s6sjj   1/1     Running   0          23m
    replicaset-example-whm7w   1/1     Running   0          8m52s
    test                       1/1     Running   2          20h
    [kubeadm@server1 manifest]$ kubectl delete pod replicaset-example-6vtfm
    pod "replicaset-example-6vtfm" deleted
    [kubeadm@server1 manifest]$

测试先更改标签，再恢复标签会怎么样

kubectl get pod --show-labels 
    kubectl label pod fronted-vlpq1 app=myapp --overwrite 
    kubectl get pod --show-labels 
    
    kubectl label pod fronted-vlpq1 app=nginx --overwrite 
    kubectl get pod --show-labels

可以看到恢复标签后，修改时被新建的副本又被删除了  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]当恢复标签时，rs会把刚刚拉起的pod删除，因为rs维护的副本数目就是3

## 2.2 Deployment应用 ##

一个Deployment控制器为Pods和ReplicaSets提供描述性的更新方式。  
先删除上面的实验：`kubectl delete -f rs.yaml`  
![在这里插入图片描述][20200515101332273.png]

kubectl get pod
    \vi de.yaml 
    
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: deployment-nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      replicas: 2
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
          - name: nginx
            image: reg.westos.org/k8s/myapp:v1
            ports:
            - containerPort: 80

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl apply -f de.yaml 
    deployment.apps/deployment-nginx created
    [kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get pod
    NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    deployment-nginx-84f7d65dcf-294q8   1/1     Running   0          6s
    deployment-nginx-84f7d65dcf-dqp7h   1/1     Running   0          6s
    test                                1/1     Running   2          20h
    [kubeadm@server1 manifest]$

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]deployment-nginx是deployment的name，84f7d65dcf-dqp7h是下层的rs  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]测试拉伸

测试做拉伸，和rs没有什么区别，因为拉伸本身就是由rs来维护的，副 本的数量就是由rs来控制的

测试滚动更新，只需要在yaml文件中将myapp的版本改为v2即可

[kubeadm@server1 manifest]$ vim de.yaml 
    [kubeadm@server1 manifest]$ kubectl apply -f de.yaml 
    deployment.apps/deployment-nginx configured
    [kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get rs
    NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
    deployment-nginx-69ccd78d6b   2         2         2       6s
    deployment-nginx-84f7d65dcf   0         0         0       13m
    [kubeadm@server1 manifest]$

原来的rs还存在，并没有被删除掉，这是为了便于回滚

集群内部访问，更新成功  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]可以看到更新成功  
回滚：与更新的方法相同，只需要修改文件内容的版本。回滚会直接使用原来的rs（更新时并没有删除）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]回滚的时候，直接使用的是原来的rs，保留pod  
![在这里插入图片描述][20200515102033122.png]查看回滚的状态  
![在这里插入图片描述][20200515102200269.png]

## 2.3 DaemonSet应用 ##

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

首先在server1中拉取zabbix镜像并上传到harbor仓库

vim daemonset.yaml 
    
    apiVersion: apps/v1
    kind: DaemonSet
    metadata:
      name: daemonset-example
      labels:
        app: zabbix-agent
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          name: zabbix-agent
      template:
        metadata:
          labels:
            name: zabbix-agent
        spec:
          containers:
          - name: zabbix-agent
            image: reg.westos.org/k8s/zabbix/zabbix-agent
    
    kubectl apply -f daemonset.yaml 
    kubectl get all

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]注意：DaemonSet控制器不需要rs来维护副本。DaemonSet确保每个节点运行一个pod副本。当有节点新加入集群时，也会为他们新增一个pod。当节点从集群删除时，对应的pod会被回收。如果删除DaemonSet会删除它创建的所有pod

测试删除一个pod  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]我们可以看到：删除后，DaemonSet控制器会自动再启动一个pod

## 2.4 job控制器 ##

job比较适合做计算类的操作  
首先拉取per镜像，上传至私有仓库

计算圆周率：

vim job.yaml 
    apiVersion: batch/v1
    kind: Job
    metadata:
      name: pi
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: pi
            image: perl
            command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
          restartPolicy: Never
      backoffLimit: 4

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

kubectl apply -f job.yaml	#计算的结果在日志中
    kubectl get pod -o wide

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

## 2.5 Cronjob应用 ##

vim cronjob.yaml 
    apiVersion: batch/v1beta1
    kind: CronJob
    metadata:
      name: cronjob-example
    spec:
      schedule: "* * * * *"
      jobTemplate:
        spec:
          template:
            spec:
              containers:
              - name: cronjob
                image: busybox
                args:
                - /bin/sh
                - -c
                - date;echo Hello from k8s cluster
              restartPolicy: OnFailure
    
    kubectl get pod -w   #-w 实时监控状态
    kubectl get pod
    kubectl logs cronjob-example-1587266520-g6ckb

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230312/044782e42b2d49149a7759519a92a491.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230312/2891ee7a8809491bb236db32e4f1bfe7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230312/bcdf878edc71486e981608362335ce01.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200515101052576.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230312/9dc729be5a3b482a8a1992061b119d0d.png
[20200515101332273.png]: /images/20230312/c925f11369184d81a8137fa993fa4eb3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230312/a61dfce20c99493e88fb659802deb686.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20230312/e48ae372cd50480b9deaba1b91e7157d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20230312/1d4685200e644e99aac7aba6de3ea183.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20230312/29da4689b472477a8de96ff8265e6b43.png
[20200515102033122.png]: /images/20230312/81ac162d209444a99ef0cceb4b81fd51.png
[20200515102200269.png]: /images/20230312/16c6ca7006db4164ac15dd48c40d6883.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20230312/e77cdfcc65c248b3bd737aba7fb97af7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20230312/349df991af8a4633b9b006b632a171f8.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20230312/2ecdd0825762426cb679c17a0eb01351.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20230312/86367f372daa45469da60f751a923f1d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20230312/9dac16d3627d4c0686f363161fed668b.png