k8s之pod管理详解

一.控制器

1.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
2.控制器类型：
Replication Controller和ReplicaSet
Deployment
DaemonSet
StatefulSet
Job
CronJob
HPA全称Horizontal Pod Autoscaler

(一)Replication Controller和ReplicaSet
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
(二)Deployment
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：
1.用来创建Pod和ReplicaSet
2.滚动更新和回滚
3.扩容和缩容
4.暂停与恢复

kubectl apply -f rs.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: myapp:v2

kubectl get pod --show-labels
kubectl label pod deployment-6d4f5bf58f-mbswv app=myapp --overwrite
# 根据标签控制,始终要满足三个副本


(三)DaemonSet
1.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。
2.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
3.一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。
4.一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

vim daemonset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonset-example
  labels:
    k8s-app: zabbix-agent
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: zabbix-agent
  template:
    metadata:
      labels:
        name: zabbix-agent
    spec:
      containers:
      - name: zabbix-agent
        image: zabbix-agent
      
kubectl apply -f daemonset.yml
kubectl get pod -o wide
kubectl get pod --show-labels

kubectl get daemonsets.apps  #控制器查看
kubectl describe daemonsets.apps



(四)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

# 拉取测试镜像,上传到本地仓库server1
docker pull per
docker tag perl:latest reg.westos.org/library/perl:latest
docker push reg.westos.org/library/perl:latest
vim job.yml
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.yml
kubectl logs pi-sxrl7


(五)CronJob
Cron Job 创建基于时间调度的 Jobs。
一个 CronJob 对象就像 crontab (cron table) 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

vim cronjob.yml
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busyboxplus
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

kubectl logs hello-1614059700-8sxjp
kubectl get cronjobs.batch
kubectl describe cronjobs.batch



二.service

(一)Service可以看作是一组提供相同服务的Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡;service默认只支持4层负载均衡能力,没有7层功能,可以通过其他方式(Ingress)实现
(二)service的类型：
ClusterIP：默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问。
NodePort：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP。
LoadBalancer：在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 :NodePort，此模式只能在云服务器上使用。
ExternalName：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定
(三)IPVS模式的service
Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现pod和service访问
kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的CPU资源。
service->pod: IPVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Pod
pod->service: iptables

kubectl -n kube-system get pod etcd-server2  #所有的配置信息

vim demo1.yml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice1
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v1

# 开启kube-proxy的ipvs模式
yum install -y ipvsadm  #所有节点安装
kubectl apply -f demo1.yml
kubectl -n kube-system edit cm kube-proxy  #修改IPVS模式,配置文件,需要重启pod
# mode: "ipvs"
kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'  #更新kube-proxy pod,就是重建pod
ipvsadm -ln
kubectl get all

kube-proxy通过linux的IPVS模块，以rr轮询方式调度service中的Pod

IPVS模式下，kube-proxy会在service创建后，在宿主机上添加一个虚拟网卡：kube-ipvs0，并分配service IP