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

评论区