Kubernetes技术与架构-11

1     前言

2     Kubernetes定义

3     Kubernetes架构

4     Kubernetes技术

4.1   容器化技术

4.1.1 cgroups技术

4.1.2 Docker容器运行环境

4.1.3 containerd容器运行环境

4.1.4 Pod的基本概念

4.1.5 Pod的调度策略

4.1.6 Pod的资源编排

4.1.6.1Deployments

4.1.6.2ReplicaSet

4.1.6.3StatefulSets

4.1.6.4DaemonSet

DaemonSet是指一个类似于操作系统守护进程的Pod集合，kubernetes集群保证在每个（指定或者匹配）节点中都运行一个DaemonSet的Pod副本，每当一个节点加入到kubernetes集群中，则自动化地为该节点创建一个DaemonSet的Pod副本，每当一个节点从kubernetes集群中被删除，则自动化地删除节点对应DaemonSet的Pod副本，如果DaemonSet被删除，则其对应的Pod副本全部被删除。DaemonSet常用使用场景如下所示：

在kubernetes集群的每个节点中运行一个分布式存储引擎组件 在kubernetes集群的每个节点中运行一个分布式日志采集组件 在kubernetes集群的每个节点中运行一个分布式监控组件

DaemonSet支持一对一的守护进程，也支持多对一的守护进程，也就是，一个守护进程对应一个DaemonSet类型，或者一个守护进程对应多个DaemonSet类型组合，不同硬件资源分配不同的处理器资源或者内存资源，或者不同硬件资源使用不同标识。

DaemonSet创建

以下简要说明DaemonSet的配置域：

必填项 apiVersion、kind、metadata以及.spec

Pod模板 对应.spec.template配置域，RestartPolicy默认值是Always

Pod选择器 对应.spec.selector配置域，与配置域.spec.template.metadata.labels必须相同 支持多个选择器，使用与运算规则匹配所有的选择器

Pod匹配节点 指定.spec.template.spec.nodeSelector配置域、.spec.template.spec.affinity配置域，用于在kubernetes集群调度资源时，控制器需要匹配的节点，如果没有指定需要匹配的节点，则控制器在kubernetes集群的所有节点中创建DaemonSet对应的Pod副本

Pod资源调度

DaemonSet保证在每个匹配到的合适的kubernetes集群节点中运行一个与之对应的Pod副本。一般情况下，kubernetes集群的节点资源是由kubernetes集群控制器负责调度，但是，DaemonSet的Pod副本资源是由DaemonSet控制器负责调度与创建，在调度策略上，这些控制器的行为区别如下所示：

一般情况下，等待调度的Pod是已创建完成的，其状态是Pending状态，但是，DaemonSet中处于Pending状态的Pod是还没有被创建 DaemonSet支持抢占式的默认调度策略，也就是，DaemonSet控制器不需要考虑Pod的优先级而直接做出调度决策

用户可以使用.spec.affinity配置域设置默认的调度器，直接调度指定的节点资源：

另外，默认调度器默认地增加以下的tolerations策略（集群资源在异常情况下的容忍度），在调度时忽略此类型的节点资源:

node.kubernetes.io/unschedulable:NoSchedule

默认tolerations策略

Kubernetes集群自动地增加以下的tolerations策略（集群资源在异常情况下的容忍度）到DaemonSet的Pod副本中：

Toleration Key：node.kubernetes.io/not-ready Effect：NoExecute Version：1.13+ 当发生网络分区异常的节点问题的时候，DaemonSet中的Pod副本不会被删除

Toleration Key：node.kubernetes.io/unreachable Effect：NoExecute Version：1.13+ 当发生网络分区异常的节点问题的时候（网络不可达），DaemonSet中的Pod副本不会被删除

Toleration Key：node.kubernetes.io/disk-pressure Effect：NoSchedule Version：1.8+ 不调度磁盘压力问题的资源，忽略该节点资源

Toleration Key：node.kubernetes.io/memory-pressure Effect：NoSchedule Version：1.8+ 不调度内存压力问题的资源，忽略该节点资源

Toleration Key：node.kubernetes.io/unschedulable Effect：NoSchedule Version：1.12+ 不调度不可调度的资源，忽略该节点资源

Toleration Key：node.kubernetes.io/network-unavailable Effect：NoSchedule Version：1.12+ 不调度网络不可用的资源，忽略该节点资源

Pod的交互方法

提供如下方法与DaemonSet中的Pod副本进行消息交互：

Push 以消息推送的方式，DaemonSet中的Pod副本直接向其他服务发送更新消息，不需要客户端

NodeIP and Known Port 节点IP地址以及开放端口，DaemonSet中的Pod可以设置开放访问端口号，使用节点的IP地址以及Pod端口号可以访问对应Pod

DNS 创建一个headless的服务，使用与DaemonSet中的Pod副本相同的选择器，绑定它们之间的关系，使用DNS提供的域名访问对应的Pod

Service 创建一个普通的服务，使用与DaemonSet中的Pod副本相同的选择器，绑定它们之间的关系，使用服务访问对应的Pod

更新DaemonSet

假如kubernetes集群中的节点的标签发生更新，则DaemonSet控制器将快速在匹配到的新节点中创建新的Pod副本、在不匹配的旧节点中删除旧的Pod副本。

用户可以修改DaemonSet中已创建的Pod副本，但是并不是所有的配置域都可以更新，DaemonSet控制器将使用最原始的模板在新增加的节点中创建新的Pod副本。

如果用户使用--cascade=orphan命令行参数删除DaemonSet，则只删除DaemonSet，但保留其Pod副本，当用户随后再创建相同选择器的DaemonSet的时候，则控制器会绑定新的DaemonSet与已经存在的旧Pod副本之间的关系，用户也可以使用updateStrategy的更新策略替换旧Pod副本。

（未完待续）