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k8s控制器

news 2024/12/18 12:20:28

一、Pod控制器及其功用

Pod控制器，又称之为工作负载（workload），是用于实现管理pod的中间层，确保pod资源符合预期的状态，确保以一定的数量和副本可以运行，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。

二、pod控制器有多种类型

1、ReplicaSet: 代用户创建指定数量的pod副本，确保pod副本数量符合预期状态，并且支持滚动式自动扩容和缩容功能。
ReplicaSet主要三个组件组成：
（1）用户期望的pod副本数量
（2）标签选择器，判断哪个pod归自己管理
（3）当现存的pod数量不足，会根据pod资源模板进行新建
帮助用户管理无状态的pod资源，精确反应用户定义的目标数量，但是RelicaSet不是直接使用的控制器，而是借助于使用Deployment。

2、Deployment：工作在ReplicaSet之上，用于管理无状态应用，目前来说最好的控制器。支持滚动更新和回滚功能，还提供声明式配置。
ReplicaSet 与Deployment 这两个资源对象逐步替换之前RC的作用。

3、DaemonSet：用于确保集群中的每一个节点只运行特定的pod副本，通常用于实现系统级后台任务。比如ELK服务
特性：服务是无状态的
服务必须是守护进程

4、StatefulSet：管理有状态应用

5、Job：只要完成就立即退出，不需要重启或重建

6、Cronjob：周期性任务控制，不需要持续后台运行

三、Pod与控制器之间的关系

Pod和控制器之间的关系是通过Label和Label Selector建立的。

每个Pod都可以定义一组Label，而控制器则使用Label Selector来选择和管理这些Pod。

例如，一个Deployment可以定义一个Label Selector来选择具有特定Label的Pod，并管理这些Pod的副本数量、滚动更新等。

四、具体实验

4.1、Deployment

应用场景：web服务
部署无状态应用
管理Pod和ReplicaSet
具有上线部署、副本设定、滚动升级、回滚等功能
提供声明式更新，例如只更新一个新的image

示例：
vim nginx-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1  # 指定使用的Kubernetes API版本
kind: Deployment     # 声明这是一个Deployment资源
metadata:name: nginx-deployment  # Deployment的名称labels:               # 为Deployment添加标签，方便后续筛选和管理app: nginx-bq1       # 标签的键为app，值为nginx-bq1
spec:replicas: 3           # 指定要运行的Pod副本数量selector:             # 定义Pod选择器，用于匹配哪些Pod应该被该Deployment管理matchLabels:app: nginx-bq1    # 选择器使用的标签键和值，与Pod模板中的标签一致template:             # 定义Pod模板，用于创建Podmetadata:labels:app: nginx-bq1  # Pod的标签，与选择器中的标签一致，确保Deployment能够正确管理这些Podspec:containers:       # Pod中容器的列表- name: nginx     # 容器的名称image: nginx:1.15.4  # 容器使用的镜像，这里使用的是nginx的1.15.4版本ports:- containerPort: 80  # 容器暴露的端口，这里暴露的是80端口

kubectl create -f nginx-deployment.yaml

kubectl get pods,deploy,rs

查看控制器配置

kubectl edit deployment/nginx-deployment

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

4.2、SatefulSet

部署有状态应用

常见的应用场景：数据库（主从复制）

需要三个条件

1、启动顺序

2、pod有独立的存储

3、IP地址有独立的变化

StatefulSet 运行一组 Pod，并为每个 Pod 保留一个稳定的标识。这可用于管理需要持久化存储（2），稳定唯一网络标识（3）的应用。↓

StatefulSet 为它们的每个 Pod 维护了一个有粘性的 ID。这些 Pod 是基于相同的规约来创建的，但是不能相互替换：无论怎么调度，每个 Pod 都有一个永久不变的 ID。

尽管 StatefulSet 中的单个 Pod 仍可能出现故障，但持久的 Pod 标识符使得将现有卷与替换已失败 Pod 的新 Pod 相匹配变得更加容易。在这里可以使用存储卷为工作负载提供持久存储

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（无头模式，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）

总结一下