多节点部署k8s(12)：六种资源控制器的详解和用法
pod的分类：
自主式pod:pod退出，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
一、什么是控制器
k8s中内内建了很多controller(控制器)，这些相当于一个状态机，用于控制pod的具体状态和行为
二、控制器的类型
1、ReplicationController和ReplicaSet
2、Deployment
3、DaemonSet
4、StateFilSet
5、job/Cornjob
6、Horizontal Pod Autoscaling
三、各种控制器的作用
1、RC和RS
SetReplication Controller(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， 即如果有容器异常退出， 会自动创建新的Pod来替代； 而如果异常多出来的容器也会自动回收；
在新版本的k8s中建议使用Replica Set来取代Replication Controller.Replica Set跟Replication Controller没有本质的不同， 只是名字不一样， 并且Replica Set支持集合式的selector（通过标签实现）；
2、Deployment
Deployment为Pod和Replica Set提供了一个声明式定义(declarative) 方法， 用来替代以前的Replication Controller来方便的管理应用。
典型的应用场景包括：
定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet
滚动升级和回滚应用
扩容和缩容
暂停和继续Deployment
声明式（deployment）:apply(优) create
命令式（rs): create(优) apply
3、DaemonSet
Daemon Set确保全部(或者一些) Node上运行一个Pod的副本， 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Daemon Set将会删除它创建的所有Pod
使用Daemon Set的一些典型用法：
运行集群有储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，log stash
在每个Node上运行监控daemon， 例如Promeneus Node Exporter、collectd、Datadog代理、NewRelic代理、Ganglia gmond
注：daemonset并不会定义超过一个以上的pod副本，若要定义多个pod副本，需要定义多个daemonset的方式定义pod
4、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
5、CronJob
CronJob管理基于时间的Job， 即：
在给定时间点只运行一次
周期性地在给定时间点运行
使用前提条件：当前使用的Kubernetes集群，版本>=1.8(对CronJob) ， 对于先前版本的集群， 版本<1.8， 启动API Server时， 通过传递选项--runtime-config=batch/v2alpha1=true可以开启batch/v2aipha 1API
典型的用法如下所示：
在给定的时间点调度job运行
创建周期性运行的Job， 例如：数据库备份、发送邮件
6、StatefulSet
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Deployments和Replica Sets是为无状态服务而设计)
其应用场景包括：
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Pod Name和HostName不变， 基于Headless Service(即没有ip地址和端口的ClusterIP) 来实现
有序部暑， 有序扩展， 即Pod是有顺序的， 在部若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initcontainers来实现
有序收缩，有序删除(即从N-1到0)
7、Horizontal Pod Auto scaling
应用的资源使用率通常都有高峰和低谷的时候， 如何削峰填谷， 提高集群的整体资源利用率，让service中的Pod个数自动调整呢?这就有赖于Horizontal Pod Auto scaling了， 顾名思义， 使Pod水平自动缩笠
四、各种控制器的使用方法
1、RS
1）编辑yaml文件，并应用
[root@k8s-master1 ~]# vim ./rs.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: hub.iso.com/xitong/nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
env:
- name: GET_HOST_FROM
value: dns
ports:
- containerPort: 80
2）查看pod的标签
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-4pnfz 1/1 Running 0 3m18s app=nginx
nginx-6jf6x 1/1 Running 0 3m18s app=nginx
3）查看rs的标签
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get rs --show-labels
NAME DESIRED CURRENT READY AGE LABELS
nginx 2 2 2 4m app=nginx
4）修改pod的标签，并查看是否产生新的pod
[root@k8s-master1 ~]# kubectl label pod nginx-4pnfz app=nginxs --overwrite=True
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-4pnfz 1/1 Running 0 11m app=nginxs
nginx-6jf6x 1/1 Running 0 11m app=nginx
nginx-ghl62 1/1 Running 0 85s app=nginx
5)删除rs，查看更改标签后的pod是否会被删除（不会）
[root@k8s-master1 ~]# kubectl delete rs --all
replicaset.extensions "nginx" deleted
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-4pnfz 1/1 Running 0 11m app=nginxs
nginx-6jf6x 0/1 Terminating 0 11m app=nginx
nginx-ghl62 0/1 Terminating 0 118s app=nginx
2、Deployment
1）编辑yaml文件，并运行
[root@k8s-master1 ~]# vim deployment.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
replicas: 2
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: hub.iso.com/xitong/nginx:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
[root@k8s-master1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml
deployment.extensions/nginx-deployment created
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-6cc7fdf549-j48mn 1/1 Running 0 6s
nginx-deployment-6cc7fdf549-n9qck 1/1 Running 0 6s
#查看网页内容
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-6cc7fdf549-j48mn 1/1 Running 0 97s 172.18.0.3 192.168.100.40 > >
nginx-deployment-6cc7fdf549-n9qck 1/1 Running 0 97s 172.18.0.3 192.168.100.30 > >
[root@k8s-node1 ~]# curl http://172.18.0.3
-e v1
2）扩容
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deployment 2/2 2 2 3m58s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 5
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-6cc7fdf549-7bjhn 1/1 Running 0 8s
nginx-deployment-6cc7fdf549-h4p4m 1/1 Running 0 8s
nginx-deployment-6cc7fdf549-j48mn 1/1 Running 0 4m52s
nginx-deployment-6cc7fdf549-n9qck 1/1 Running 0 4m52s
nginx-deployment-6cc7fdf549-ncxt7 1/1 Running 0 8s
3）更新镜像
[root@k8s-master1 ~]# kubectl delete deployment --all
[root@k8s-master1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml --record
[root@k8s-master1 ~]# kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=hub.iso.com/xitong/nginx:v2
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deployment-6cc7fdf549 0 0 0 3m22s
nginx-deployment-b75d69456 2 2 2 25s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-b75d69456-cwch5 1/1 Running 0 110s 172.18.0.3 192.168.100.40 > >
nginx-deployment-b75d69456-sgtp6 1/1 Running 0 110s 172.18.0.4 192.168.100.30 > >
[root@k8s-node1 ~]# curl http://172.18.0.4
-e v2
4）回滚
[root@k8s-master1 ~]# kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment
[root@k8s-master1 ~]# kubectl rollout status deployment nginx-deployment
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deployment-6cc7fdf549 2 2 2 10m
nginx-deployment-b75d69456 0 0 0 7m53s
#拓展：
升级：
[root@k8s-master1 ~]# kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=hub.iso.com/xitong/nginx:v3
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-69b5b599f9-cn2xz 1/1 Running 0 13s 172.18.0.4 192.168.100.40 > >
nginx-deployment-69b5b599f9-jzrgx 1/1 Running 0 13s 172.18.0.3 192.168.100.30 > >
[root@k8s-node1 ~]# curl http://172.18.0.3
-e v3
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deployment-69b5b599f9 2 2 2 60s (v3)
nginx-deployment-6cc7fdf549 0 0 0 14m (v1)
nginx-deployment-b75d69456 0 0 0 11m (v2)
[root@k8s-master1 ~]# kubectl rollout history deployment/nginx-deployment(注意做好记录)
deployment.extensions/nginx-deployment
REVISION CHANGE-CAUSE
2 kubectl apply --filename=deployment.yaml --record=true（v2）
3 kubectl apply --filename=deployment.yaml --record=true（v1）
4 kubectl apply --filename=deployment.yaml --record=true（v3）
若要回滚会回到v1版本，若要直接到v2版本
[root@k8s-master1 ~]# kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment --to-revision=2
[root@k8s-node1 ~]# curl http://172.18.0.4
-e v2
[root@k8s-master1 ~]# kubectl rollout history deployment/nginx-deployment
deployment.extensions/nginx-deployment
REVISION CHANGE-CAUSE
3 kubectl apply --filename=deployment.yaml --record=true（v1）
4 kubectl apply --filename=deployment.yaml --record=true（v3）
5 kubectl apply --filename=deployment.yaml --record=true（v2）
5)清理Policy
您可以通过设置.spec.revison History Limit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
3、DaemonSet
[root@k8s-master1 ~]# vim daemonset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: daemonset-example
labels:
app: daemonset
spec:
selector:
matchLabels:
name: daemonset-example
template:
metadata:
labels:
name: daemonset-example
spec:
containers:
- name: daemonset
image: hub.iso.com/xitong/nginx:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
[root@k8s-master1 ~]# kubectl create -f deployment.yaml
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get daemonset
NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE SELECTOR AGE
daemonset-example 2 2 2 2 2 > 13s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
daemonset-example-fsmq7 1/1 Running 0 21s
daemonset-example-gmc4l 1/1 Running 0 21s
4、Job
[root@k8s-node1 ~]# docker load -i perl.tar
[root@k8s-master1 ~]# vim job.yaml
apiVersion: batch/v1
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(200)"]
imagePullPolicy: IfNotPresent
restartPolicy: Never
[root@k8s-master1 ~]# kubectl create -f job.yaml
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pi-t46gc 0/1 Completed 0 49s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get job
NAME COMPLETIONS DURATION AGE
pi 1/1 2s 54s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl log pi-t46gc
log is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use logs instead.
3.1415926535897932384626433832795028841971693993751058209749445923078164062862089986280348253421170679821480865132823066470938446095505822317253594081284811174502841027019385211055596446229489549303820
5、CronJob Spec
1）.spec.schedule： 调度， 必需字段， 指定任务运行周期， 格式同Cron
2）·spec.jobTemplate： Job模板， 必需字段， 指定需要运行的任务， 格式同job.spec.starting Deadline Seconds：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
3）.spec.concurrencyPolicy：并发策略， 该字段也是可选的。它指定了如何处理被CronJob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Jobo
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CronJob创建的Job.如果存在多个CronJob， 它们创建的Job之间总是允许井发运行。
4）.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.
5）.spec.successfullobsHistoryLimit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8， 相关类型的Job完成后将不会被保留。
6）crondjob本身的一些限制
创建job操作应该是幂等的
[root@k8s-master1 ~]# vim cronjob.yaml
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
name: hello
spec:
schedule: "*/1 * * * *"
jobTemplate:
spec:
template:
spec:
containers:
- name: pi
image: perl
imagePullPolicy: IfNotPresent
args:
- /bin/sh
- -c
- date; echo hello from the kubernetes cluster
restartPolicy: OnFailure
[root@k8s-master1 ~]# kubectl create -f cronjob.yaml
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get job
NAME COMPLETIONS DURATION AGE
hello-1588505460 0/1 1s 1s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get cronjob
NAME SCHEDULE SUSPEND ACTIVE LAST SCHEDULE AGE
hello */1 * * * * False 1 11s 64s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
hello-1588505460-78bvj 0/1 Completed 0 81s
hello-1588505520-22dkf 0/1 Completed 0 21s
[root@k8s-master1 ~]# kubectl log hello-1588505460-78bvj
log is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use logs instead.
Sun May 3 11:31:03 UTC 2020
hello from the kubernetes cluster