kubernetes(k8s) ：控制器(ReplicaSet、Deployment、DaemonSet、job、Cronjob)

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

1.replication、controller和reolicaset控制器

• ReplicaSet 是下一代的 Replication Controller，官方推荐使用ReplicaSet。
• ReplicaSet 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。

2.Deployment控制器

• 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

3.DaemonSet控制器

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。

4.StatefulSet控制器

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。

5.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

2.1 ReplicaSet应用

\vi rs.yaml
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的规格定义
      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两个pod

kubectl get pod -o wide

实现了负载均衡

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

kubectl apply -f rs.yaml 
kubectl get pod -o wide

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（又改为两个）：
可以看到副本数量又变回两个，而且删除的两个是刚才新添加的

使用RS控制pod副本：更改某个pod的标签

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get pod --show-labels 
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
replicaset-example-6vtfm   1/1     Running   0          17m     app=nginx
replicaset-example-s6sjj   1/1     Running   0          17m     app=nginx
replicaset-example-whm7w   1/1     Running   0          2m33s   app=nginx
test                       1/1     Running   2          20h     run=test
[kubeadm@server1 manifest]$ 

更改标签

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl label pod replicaset-example-6vtfm app=myapp --overwrite 
pod/replicaset-example-6vtfm labeled
[kubeadm@server1 manifest]$ 

之前是3个pod，由于改了标签，控制器又启了一个pod,控制自己维护的标签的pod始终是3个

rs是控制pod的副本的，一直将pod控制在期望状态。当pod数目不足时，会创建某些数量的pod，其他已经修改标签的会变成一个自主式的pod。

删除指定的pod：

此时该pod会被永久删除，不会再被重建

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get pod
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
replicaset-example-6vtfm   1/1     Running   0          23m
replicaset-example-k8vtv   1/1     Running   0          4m19s
replicaset-example-s6sjj   1/1     Running   0          23m
replicaset-example-whm7w   1/1     Running   0          8m52s
test                       1/1     Running   2          20h
[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl delete pod replicaset-example-6vtfm
pod "replicaset-example-6vtfm" deleted
[kubeadm@server1 manifest]$ 

测试先更改标签，再恢复标签会怎么样

kubectl get pod --show-labels 
kubectl label pod fronted-vlpq1 app=myapp --overwrite 
kubectl get pod --show-labels 

kubectl label pod fronted-vlpq1 app=nginx --overwrite 
kubectl get pod --show-labels 

可以看到恢复标签后，修改时被新建的副本又被删除了
当恢复标签时，rs会把刚刚拉起的pod删除，因为rs维护的副本数目就是3

2.2 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 de.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

[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl apply -f de.yaml 
deployment.apps/deployment-nginx created
[kubeadm@server1 manifest]$ kubectl get pod
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-nginx-84f7d65dcf-294q8   1/1     Running   0          6s
deployment-nginx-84f7d65dcf-dqp7h   1/1     Running   0          6s
test                                1/1     Running   2          20h
[kubeadm@server1 manifest]$ 

deployment-nginx是deployment的name，84f7d65dcf-dqp7h是下层的rs
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 de.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
查看回滚的状态

2.3 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。

首先在server1中拉取zabbix镜像并上传到harbor仓库

vim daemonset.yaml 

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonset-example
  labels:
    app: zabbix-agent
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: zabbix-agent
  template:
    metadata:
      labels:
        name: zabbix-agent
    spec:
      containers:
      - name: zabbix-agent
        image: reg.westos.org/k8s/zabbix/zabbix-agent

kubectl apply -f daemonset.yaml 
kubectl get all

注意：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

2.4 job控制器

job比较适合做计算类的操作
首先拉取per镜像，上传至私有仓库

计算圆周率：

vim job.yaml 
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

kubectl apply -f job.yaml	#计算的结果在日志中
kubectl get pod -o wide

2.5 Cronjob应用

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

kubectl get pod -w   #-w 实时监控状态
kubectl get pod
kubectl logs cronjob-example-1587266520-g6ckb