Kubernetes | 资源控制器-PySuper

自助式Pod：Pod退出后，此类型的Pod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的副本数量

控制器类型

RC 和 RS

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
  - 如果容器异常退出，会自动创建新的 Pod 来替代
  - 如果因为异常多出来的容器，也会自动回收
- 在新版本的 Kubernetes 中建议使用 RS来取代 RC
ReplicaSet
- 跟 RC 没有本质的不同，只是名字不一样
- 但是 RS支持集合式的 selector （标签）

Deployment

虽然 RS 可以独立使用，但一般还是建议使用 Deployment 来自动管理

这样就无需担心跟其他机制的不兼容问题（比如 RS 不支持 rolling-update 但 Deployment 支持）

Deployment 为 Pod 和 RS 提供了一个声明式定义 (declarative) 方法，用来替以前的 RC 来方便的管理应用

定义 Deployment 来创建 Pod 和 RS（Deployment通过RS来管理Pod）
扩容和缩容
滚动升级和回滚应用（通过控制RS的数量实现）
暂停和继续 Deployment（通过控制RS的数量实现）

DaemonSet

DaemonSet 确保全部或者一些Node 上运行一个 Pod 的副本（守护进程）
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 collectd、Datadog 代理、New Relic 代理，或 Ganglia gmond

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

Cron Job

基于时间的 Job
- 在给定时间点只运行一次，在给定的时间点调度 Job 运行
- 周期性地在给定时间点运行，创建周期性运行的 Job，例如：数据库备份、发送邮件

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 RS 和 Deployments 是为无状态服务而设计）

稳定的持久化存储
- 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
- Pod 重新调度后其 PodName 和 HostName 不变，基于Headless Service来实现
- Headless Service：没有 Cluster IP 的 Service
有序部署、有序扩展
- 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

HPA

应用的资源使用率通常都有高峰和低谷的时候，削峰填谷，提高集群的整体资源利用率，让service中的Pod个数自动调整，这就有赖于 HPA 了，顾名思义，使Pod水平自动缩放。

HPA 仅适用于 Deployment 和 RS

在 V1 版本中仅支持根据 Pod 的 CPU 利用率扩所容
在 v1alpha 版本中，支持根据内存和用户自定义的 metric 扩缩容

Deployment

RS 与 RC 与 Deployment 关联

apiVersion: extensions/v1beta1
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

RS 与 Deployment 的关联

Deployment使用

1、部署一个简单的 Nginx 应用

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
          - containerPort: 80

# --record参数可以记录命令，我们可以很方便的查看每次 revision 的变化
# kubectl create -f https://kubernetes.io/docs/user-guide/nginx-deployment.yaml --record

2、扩容

# kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 10

3、如果集群支持 horizontal pod autoscaling 的话，还可以为Deployment设置自动扩展

# kubectl autoscale deployment nginx-deployment --min=10--max=15--cpu-percent=80

4、更新镜像也比较简单

# kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1

5、回滚

# kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

更新Deployment

假如我们现在想要让 nginx pod 使用nginx:1.9.1的镜像来代替原来的nginx:1.7.9的镜像

# kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
   
# -->> deployment "nginx-deployment" image updated

可以使用edit命令来编辑 Deployment

# kubectl edit deployment/nginx-deployment

# -->> deployment "nginx-deployment" edited

查看 rollout 的状态

# kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
   
# -->> Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
# -->> deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

查看历史 RS

# kubectlget rs
   
# -->> NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
# -->> nginx-deployment-1564180365   3         3         0       6s
# -->> nginx-deployment-2035384211   0         0         0       36s

Deployment 更新策略

Deployment 可以保证在升级时只有一定数量的 Pod 是 down 的
- 默认的，它会确保至少有比期望的Pod数量少一个是up状态（最多一个不可用）
Deployment 同时也可以确保只创建出超过期望数量的一定数量的 Pod
- 默认的，它会确保最多比期望的Pod数量多一个的 Pod 是 up 的（最多1个 surge ）
- 未来的 Kuberentes 版本中，将从1-1变成25%-25%

# kubectl describe deployment

Rollover（多个rollout并行）

假如您创建了一个有5个niginx:1.7.9 replica的 Deployment

但是当只有3个nginx:1.7.9的 replica 创建出来的时候，就开始更新含有5个nginx:1.9.1 replica 的 Deployment

在这种情况下，Deployment 会立即杀掉已创建的3个nginx:1.7.9的 Pod，并开始创建nginx:1.9.1的 Pod

它不会等到所有的5个nginx:1.7.9的Pod 都创建完成后才开始改变航道

回退 Deployment

# kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.91

# rollout status：查看当前的更新状态
# kubectl rollout status deployments nginx-deployment

# kubectl get pods

# history：查看历史版本
# kubectl rollout history deployment/nginx-deployment

# kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

# 可以使用 --revision 参数，指定某个历史版本
# kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment --to-revision=2

# 暂停 deployment 的更新
# kubectl rollout pause deployment/nginx-deployment

您可以用kubectl rollout status命令查看 Deployment 是否完成
如果 rollout 成功完成，kubectl rolloutstatus将返回一个0值的 Exit Code

# kubectl rollout status deploy/nginx

# -->> Waiting for rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
# -->> deployment "nginx" successfully rolled out
# -->> $ echo$?
# -->> 0

清理 Policy

可以通过设置.spec.revisonHistoryLimit项来指定 deployment 最多保留多少 revision 历史记录
默认的会保留所有的 revision
如果将该项设置为0，Deployment 就不允许回退了

DaaemonSet

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: deamonset-example
  labels:
    app: daemonset
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: deamonset-example
  template:
    metadata:
      labels:
        name: deamonset-example
    spec:
      containers:
      - name: daemonset-example
        image: wangyanglinux/myapp:v1

Job

字段说明

spec.template格式同Pod
RestartPolicy仅支持Never或OnFailure
单个Pod时，默认Pod成功运行后Job即结束
.spec.completions标志Job结束需要成功运行的Pod个数，默认为1
.spec.parallelism标志并行运行的Pod的个数，默认为1
.spec.activeDeadlineSeconds标志失败Pod的重试最大时间，超过这个时间不会继续重试

示例

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

CronJob Spec

字段说明

spec.template格式同Pod
RestartPolicy仅支持Never或OnFailure
单个Pod时，默认Pod成功运行后Job即结束
.spec.completions标志Job结束需要成功运行的Pod个数，默认为1
.spec.parallelism标志并行运行的Pod的个数，默认为1
.spec.activeDeadlineSeconds标志失败Pod的重试最大时间，超过这个时间不会继续重试

CronJob

字段说明

.spec.schedule：调度，必需字段，指定任务运行周期，格式同 Cron
.spec.jobTemplate：Job 模板，必需字段，指定需要运行的任务，格式同 Job
.spec.startingDeadlineSeconds：
- 启动 Job 的期限（秒级别），该字段是可选的
- 如果因为任何原因而错过了被调度的时间，那么错过执行时间的 Job 将被认为是失败的
- 如果没有指定，则没有期限
.spec.concurrencyPolicy
- 并发策略，该字段也是可选的
- 它指定了如何处理被 Cron Job 创建的 Job 的并发执行
- 只允许指定下面策略中的一种
  - Allow（默认）：允许并发运行 Job
  - Forbid：禁止并发运行，如果前一个还没有完成，则直接跳过下一个
  - Replace：取消当前正在运行的 Job，用一个新的来替换
  - 注意
    - 当前策略只能应用于同一个 Cron Job 创建的 Job
    - 如果存在多个 Cron Job，它们创建的 Job 之间总是允许并发运行。
.spec.suspend
- 挂起，该字段也是可选的
- 如果设置为true，后续所有执行都会被挂起
- 它对已经开始执行的 Job 不起作用。默认值为false。
.spec.successfulJobsHistoryLimit和.spec.failedJobsHistoryLimit
- 历史限制，是可选的字段
- 它们指定了可以保留多少完成和失败的 Job
- 默认情况下，它们分别设置为3和1。设置限制的值为0，相关类型的 Job 完成后将不会被保留。

示例

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

# kubectl get cronjob

# NAME      SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE    LAST-SCHEDULE
# hello     */1 * * * *   False     0         <none>

# kubectl get jobs

# NAME               DESIRED   SUCCESSFUL   AGE
# hello-1202039034   1         1            49s

# pods=$(kubectl get pods --selector=job-name=hello-1202039034 --output=jsonpath={.items..metadata.name})

# kubectl logs $pods
# Mon Aug 29 21:34:09 UTC 2016
# Hello from the Kubernetes cluster


# 注意，删除 cronjob 的时候不会自动删除 job，这些 job 可以用 kubectl delete job 来删除
# kubectl delete cronjob hello
# cronjob "hello" deleted

限制

创建 Job 操作应该是幂等的
Job的状态可以判断，但是CronJob无法链接到Job的状态，它只会定时的创建Job

目录CONTENT

Kubernetes | 资源控制器

控制器类型

RC 和 RS

Deployment

DaemonSet

Job

Cron Job

StatefulSet

HPA

Deployment

RS 与 RC 与 Deployment 关联

RS 与 Deployment 的关联

Deployment使用

更新Deployment

Deployment 更新策略

Rollover（多个rollout并行）

回退 Deployment

清理 Policy

DaaemonSet

Job

字段说明

示例

CronJob Spec

字段说明

CronJob

字段说明

示例

限制

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