K8s-04: Controller

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Controller

ReplicationController/ReplicaSet

维持Pod的副本数，确保Pod的副本数符合用户的要求。RS支持集合式的selector, 如matchLabels和matchExpressions。举例：

apiVersion: v1
kind: ReplicaSet
metadata:
    name: nginx
spec:
    replicas: 3
    selector:
    matchLabels:
        app: nginx
    template:
    metadata:
        labels:
        app: nginx
    spec:
        containers:
        - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

Deployment

  • 定义Deployment时，会自动创建一个RS，Deployment会管理这个RS。

  • 滚动升级和版本回退

  • 扩容和缩容

  • 暂停和恢复

  • 举例： 
      apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
      name: nginx
  spec:
      replicas: 3
      selector:
      matchLabels:
          app: nginx
      template:
      metadata:
          labels:
          app: nginx
      spec:
          containers:
          - name: nginx
          image: nginx:1.14.2
          ports:
          - containerPort: 80

  • 扩容：kubectl scale deployment nginx --replicas=5

  • autoscale: kubectl autoscale deployment nginx --min=3 --max=5 --cpu-percent=80

  • 滚动升级：kubectl set image deployment nginx nginx=nginx:1.15.12

  • 版本回退：kubectl rollout undo deployment nginx

  • 更新策略：保证升级时只有一定数量的pod处于down状态，默认值为25%。

    • RollingUpdate: 逐步升级，先创建新的pod，再删除旧的pod。
    • Recreate: 先删除旧的pod，再创建新的pod。

DaemonSet

DaemonSet保证所有（或者一些）node上运行一个pod的副本。当node加入集群时，pod会被自动创建；当node从集群中删除时，pod也会被自动删除。应用场景：

  • 运行集群存储daemon，如glusterd、ceph。
  • 日志收集daemon，如fluentd、logstash。
  • 监控daemon，如node-exporter、collectd、prometheus-node-exporter、datadog-agent、newrelic-agent、ganglia-gmond。

举例：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
    name: nginx
spec:
    selector:
    matchLabels:
        app: nginx
    template:
    metadata:
        labels:
        app: nginx
    spec:
        containers:
        - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

StatefulSet

有状态的pod，每个pod都有唯一的标识，pod的创建和销毁都有顺序，pod的网络和存储都是稳定的。应用场景：

  • 稳定的持久化存储：基于PVC的存储卷，重新调度后，pod仍然可以访问到相同的存储卷。
  • 稳定的网络表示：pod的hostname和subdomain是稳定的。基于headless service的网络标识，不会因为pod的重启而改变。
  • 有序的部署和扩展：基于init container实现。
  • 有序收缩和删除。

Job/CronJob

  • Job: 用于批处理任务，保证批处理任务的一个或者多个pod成功结束。

  • Job举例： 
    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

  • Cron: 用于定时任务，支持秒级别的定时任务。给定时间仅执行一次，周期性地在给定时间执行任务。给定时间之前没有执行的任务，会被丢弃。创建Job的操作是幂等的，即如果Job已经存在，则不会重复创建。

  • 应用：定时备份、定时清理、定时同步，邮件发送。

  • Cron举例： 
    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

  • spec:

    • schedule: 定时任务的时间表达式。
    • jobTemplate: 定时任务的模板。
    • startingDeadlineSeconds: 定时任务的启动截止时间。错过被调度的任务将被视为失败。
    • concurrencyPolicy: 定时任务的并发策略。默认为Allow，表示允许并发执行。如果设置为Forbid，表示禁止并发执行。如果设置为Replace，表示如果有任务正在执行，则取消正在执行的任务，只保留最后一个任务。
    • successfulJobsHistoryLimit: 保留成功完成的任务的数量。默认为3。
    • suspend: 暂停定时任务的调度。

HorizontalPodAutoscaler(HPA)

用于根据pod的cpu使用率和内存使用率，自动调整pod的副本数。仅支持Deployment和ReplicaSet。