K8S 的 5种控制器

Pod通过控制器实现应用的运维，如伸缩、升级等，控制器决定了创建pod资源的方式和类型，在集群上管理和运行容器的对象通过label-selector 相关联。
控制器 又称之为工作负载，分别包含以下类型控制器：

5种控制器类型

1： Deployment
2： StatefulSet
3： DaemonSet
4：Job
5： CronJob

第一种控制器类型：deployment

特点：
部署无状态应用，只关心数量，不论角色等，称无状态
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
应用场景: web 服务
示例：

# vim nginx-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata: 
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80
        
Replicaset是副本数，回滚就是通过此来实现

创建资源
# kubectl create -f nginx-deployment.yaml
查看创建的pod资源、控制器和副本
# kubectl get pods,deploy,rs
查看历史版本
# kubectl rollout history deployment/nginx-deployment

第二种控制器类型： SatefulSet

特点：
部署有状态应用
解决Pod独立生命周期，保持Pod启动顺序和唯一性
稳定，唯一的网络标识符，持久存储(例如: etcd 配置文件，节点地址发生变化，将无法使用)
有序，优雅的部署和扩展、删除和终止(例如: mysql 主从关系，先启动主，再启动从)
有序，滚动更新
应用场景: 数据库

有状态和无状态的区别：
无状态：
1)deployment认为所有的pod都是一样的
2)不用考虑顺序的要求
3)不用考虑在哪个node节点上运行
4)可以随意扩容和缩容

有状态：
1)实例之间有差别，每个实例都有自己的独特性，元数据不同，例如etcd, zookeeper
2)实例之间不对等的关系，以及依靠外部存储的应用。

常规service和无头服务区别
service： 一组Pod访问策略，提供cluster-IP群集之间通讯，还提供负载均衡和服务发现。
Headless service无头服务， 不需要cluster-IP，直接绑定具体的Pod的IP（当Pod的IP地址是动态变化时，所以常用于绑定DNS访问）

示例1：
先创建DNS资源

# cd demo
# rz -E
把coredns.yaml复制过来
# kubectl create -f coredns.yaml
# kubectl get pods -n kube-system

# vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.28.4
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 36000
  restartPolicy: Never

创建dns资源
# kubectl create -f pod3.yaml

# kubectl get pods

再用statefulset控制器类型 创建nginx pod资源，并创建无头服务资源

# vim sts.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1beta1  
kind: StatefulSet  
metadata:
  name: nginx-statefulset  
  namespace: default
spec:
  serviceName: nginx  
  replicas: 3  
  selector:
    matchLabels:  
       app: nginx
  template:  
    metadata:
      labels:
        app: nginx  
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest  
        ports:
        - containerPort: 80  

# kubectl create -f sts.yaml 
有状态化创建的pod，是自动进行打标签进行区分
# kubectl get pods
NAME                  READY     STATUS     RESTARTS    AGE
nginx-statefulset-0       1/1       Running  		0          30s
nginx-statefulset-1       1/1       Running   	0          17s
nginx-statefulset-2       1/1       Running   	0           9s

# kubectl get pods,svc

验证DNS解析
# kubectl exec -it dns-test.sh
解析pod的唯一域名和自身的IP

查看各个pod资源的IP地址

DNS解析出各个pod的IP 地址

总结：
StatefulSet与Deployment区别：
StatefulSet创建的pod是有身份的！
身份三要素：
域名 nginx-statefulset-0.nginx
主机名 nginx-statefulset-0
存储 （PVC）

第三种控制器类型：DaemonSet

特点：
在每一个Node上运行一个Pod
新加入的Node也同样会自动运行一个Pod
应用场景：Agent、监控
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/daemonset/
官方案例（监控）

示例：
用DaemonSet 控制器类型创建nginx pod资源，没有指定副本replicats，它会根据node节点的个数创建，如果再新加一个node节点，也会给新node节点创建pod

# vim ds.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet 
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

# kubectl apply -f ds.yaml 

DaemonSet会在每个node节点都创建一个Pod
# kubectl get pods

# kubectl get pods -o wide
如果再新加一个node节点，也会给新node节点创建pod

第四种控制器类型：Job

Job分为普通任务（Job）和定时任务（CronJob）
一次性执行
应用场景：离线数据处理，视频解码等业务
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/jobs-run-to-completion/
官方案例

应用大数据场景
示例：
用job控制器类型创建资源，执行算圆周率的命令，保持后2000位，创建过程等同于在计算
，重试次数默认是6次，修改为4次，当遇到异常时Never状态会重启，所以要设定次数。

# 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

在node节点提前下载perl镜像，因为镜像比较大所以提前下载好
node1 node2节点：
# docker pull perl

创建过程等同于在计算
# kubectl apply -f job.yaml 
job.batch/pi created

查看状态
# kubectl get pods
# kubectl describe pod pi-tkdlc 

查看日志，看计算结果，结果输出到控制台
# kubectl logs pi-tkdlc
3.141592653589793.............................................共2000位

查看日志，看计算结果，结果输出到控制台

第五种控制类型：CronJob

周期性任务，像Linux的Crontab一样。
周期性任务
应用场景：通知，备份

https://kubernetes.io/docs/tasks/job/automated-tasks-with-cron-jobs/
官方案例

示例：
每隔一分钟输出一条信息，打印hello

# vim cronjob.yaml
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

busybox 是linux内核镜像

# kubectl create -f cronjob.yaml
# kubectl get cronjob
NAME    SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE    AGE
hello      */1 * * * *         False         0                   25s
# kubectl get pods
查看日志，内容输出到控制台
# kubectl logs hello-1581917340-dzxbj
Mon Feb 17 05:29:09 UTC 2020
Hello from the Kubernetes cluster

等待一分钟后又会再执行一次
# kubectl get pods
# kubectl logs hello-1581917400-nkb72

最后删除资源，不然第二天服务器宕机
# kubectl delete -f cronjob.yaml

等待几分钟后又会再执行一次，每隔一分钟执行一次