k8s Pod控制器类型与部署实例

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

replication、controller(复制控制器RC)和replicaset（副本集RS）控制器
Replica Set 是下一代的 Replication Controller，官方推荐使用ReplicaSet。
Replica Set 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。

Deployment控制器（部署）
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

DaemonSet控制器（后台支持服务集）
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。

StatefulSet控制器（有状态服务集）
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。

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

ReplicaSet应用(副本集)

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的规范定义
      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2个pod

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

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2个），可以看到副本数量又变回2个。

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

kubectl get pod
vi nginx_deployment.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

kubectl apply -f de.yaml

kubectl get pod --show-labels

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 nginx_deployment.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

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）

回滚的时候，直接使用的是原来的rs，保留pod

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。

首先拉取zabbix镜像并上传到harbor仓库

vi zabbix_daemon.yaml

apiVersion: apps/v1 #api版本定义
kind: DaemonSet #定义资源类型为ReplicaSet
metadata: #元数据定义
  name: daemonset-example
  labels:
    k8s-app: zabbix-agent
spec: #DaemonSet的规格定义
  selector: #标签选择器，定义匹配pod的标签
    matchLabels:
      name: zabbix-agent
  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
        name: zabbix-agent
    spec: #pod的规范定义
      containers: #容器定义
      - name: zabbix-agent #容器名称
        image: zabbix/zabbix-agent #容器镜像

测试：

 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

我们可以看到：删除后，DaemonSet控制器会自动再启动一个pod

job控制器
job比较适合做计算类的操作

kubectl api-resources |grep job

首先拉取per镜像，上传至私有仓库

计算圆周率：

apiVersion: batch/v1 #api版本定义
kind: Job #定义资源类型为ReplicaSet
metadata: #元数据定义
  name: job-example
    labels:
     k8s-app: job-example
  spec: #DaemonSet的规格定义
    template: #pod的模板定义
      metadata: #pod的元数据定义
        name: job-example
    spec: #pod的规范定义
      containers: #容器定义
      - name: pi
        image: perl 
        command: ["perl"]
        args: ["-Mbignum=bpi","-wle","print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never

kubectl apply -f job.yaml #计算的结果在日志中

Cronjob应用
vim cronjob.yaml
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: cronjob-example
spec:
  schedule: "* * * * *" #分时日月周
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: cronjob
            image: busybox
              args:
              - /bin/sh
              - -c
              - date;echo Hello from k8s cluster
            restartPolicy: OnFailure

kubectl get pod 
kubectl get pod
kubectl logs cronjob-example-1587266520-g6ckb

 从图可以看出，一分钟创建一个pod并执行echo Hello from k8s cluster