K8S-资源管理器

1-什么是资源控制器

1、Controller Manager(资源控制器) 由kube-controller-manager 和 cloud-controller-manager组成， 是Kubernetes 的大脑，它通过 apiserver 监控整个集群的状态， 并确保集群处于预期的工作状态。

2、kube-controller-manager

kube-controller-manager运行管理控制器，它们是集群中处理常规任务的后台线程，逻辑上，每个控制器是一个单独的进程，但为了降低复杂性，它们都被编译成单个二进制文件，并在单个进程中运行。

这些控制器包括：

• 节点（Node）控制器。
• 副本（Replication）控制器：负责维护系统中每个副本中的pod。
• 端点（Endpoints）控制器：填充Endpoints对象（即连接Services＆Pods）。
• Service Account和Token控制器：为新的Namespace 创建默认帐户访问API Token。

3、cloud-controller-manager

• 云控制器管理器负责与底层云提供商的平台交互。云控制器管理器是Kubernetes版本1.6中引入的，目前还是Alpha的功能。
• 云控制器管理器仅运行云提供商特定的（controller loops）控制器循环。可以通过将--cloud-provider flag设置为external。
• 启动kube-controller-manager 来禁用控制器循环。

cloud-controller-manager 具体功能：

节点(Node Controller)控制器
路由(Route Controller)控制器
Service(Service Controller)控制器
卷(VolumeController)控制器

2- 常见Pod控制器

1、ReplicaSet:适合无状态的服务部署

用户创建指定数量的pod副本数量，确保pod副本数量符合预期状态，并且支持滚动式自动扩容和缩容功能。
ReplicaSet主要三个组件组成

• 用户期望的pod副本数量。
• 标签选择器，判断哪个pod归自己管理。
• 当现存的pod数量不足，会根据pod资源模板进行新建。

注意点：

帮助用户管理无状态的pod资源，精确反应用户定义的目标数量，但是RelicaSet不是直接使用的控制器，而是使用Deployment。

2、deployment：适合无状态的服务部署，工作在ReplicaSet之上，用于管理无状态应用，目前来说最好的控制器。

支持滚动更新和回滚功能，还提供声明式配置。

3、StatefullSet：适合有状态的服务部署。需要学完存储卷后进行系统学习。

4、DaemonSet：一次部署，所有的node节点都会部署，一些典型的应用场景：

• 运行集群存储 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、 logstash
• 在每个Node上运行监控 daemon，例如 Prometheus Node Exporter
• 注意点: 用于确保集群中的每一个节点只运行特定的pod副本，通常用于实现系统级后台任务。
• 特性：服务是无状态的服务必须是守护进程

5、Job：一次性的执行任务，只要完成就立即退出，不需要重启或重建。

6、Cronjob：周期性的执行任务，周期性任务控制，不需要持续后台运行。

3- Replication Controller

3.1 基本概念

replication controller简称RC，是kubernetes系统中的核心概念之一，简单来说，它其实定义了一个期望的场景，即声明某种pod的副本数量在任意时刻都复合某个预期值，所以RC的定义包含以下部分

• pod期待的副本数量。
• 用于筛选目标pod的Label Selector。
• 当pod的副本数量小于期望值时，用于创建新的pod的pod模板(template)。

3.2 ReplicaSet

1、基本简介

• ReplicationController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Kubernetes中建议使用ReplicaSet来取代ReplicationController。ReplicaSet跟ReplicationController没有本质的不同，只是名字不一样，并且ReplicaSet支持集合式的selector。
• 虽然ReplicaSet可以独立使用，但一般还是建议使用 Deployment 来自动管理ReplicaSet，这样就无需担心跟其他机制的不兼容问题（比如ReplicaSet不支持rolling-update但Deployment支持）。

2、环境所需镜像

docker pull nginx:1.17.10-alpine
docker pull nginx:1.18.0-alpine
docker pull nginx:1.19.2-alpine

3、ReplicaSet模板说明

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: guardwhy
 namespace: default
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: guardwhy
     release: canary
 template: #pod的模板定义
   metadata: #pod的元数据定义
     name: guardwhy-pod #自定义pod的名称
     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: guardwhy
       release: canary
       environment: qa
   spec: #pod的规格定义
     containers: #容器定义
     - name: guardwhy-container #容器名称
      image: nginx:1.17.10-alpine #容器镜像
      ports: #暴露端口
      - name: http
       containerPort: 80

3.3 部署ReplicaSet

1、在k8sdemo01工程创建replicasetdemo.yml文件

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: replicasetdemo
  labels:
    app: replicasetdemo
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      name: replicasetdemo
      labels:
        app: replicasetdemo
    spec:
      containers:
        - name: replicasetdemo
          image: nginx:1.17.10-alpine
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
      restartPolicy: Always
  selector:
    matchLabels:
      app: replicasetdemo

2、通过idea的Remote Host快速将yml文件上传k8s集群进行测试

[root@k8s-master01 controller]# ls
replicasetdemo.yml
# 1、运行ReplicaSet
[root@k8s-master01 controller]# kubectl apply -f replicasetdemo.yml 
replicaset.apps/replicasetdemo created
# 2、查看rs控制器
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get rs
NAME             DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicasetdemo   1         1         1       25s
# 3、查看pod信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
replicasetdemo-2gllp   1/1     Running   0          34s

# 4、查看pod详细信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl describe pod replicasetdemo-2gllp 
Name:         replicasetdemo-2gllp
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         k8s-node01/172.21.252.4
Start Time:   Thu, 08 Jul 2021 22:43:10 +0800
Labels:       app=replicasetdemo
Annotations:  cni.projectcalico.org/podIP: 10.81.85.230/32
              cni.projectcalico.org/podIPs: 10.81.85.230/32
Status:       Running
IP:           10.81.85.230
IPs:
  IP:           10.81.85.230
Controlled By:  ReplicaSet/replicasetdemo
.....................
Events:
  Type    Reason     Age        From                 Message
  ----    ------     ----       ----                 -------
  Normal  Scheduled  <unknown>  default-scheduler    Successfully assigned default/replicasetdemo-2gllp to k8s-node01
  Normal  Pulled     67s        kubelet, k8s-node01  Container image "nginx:1.17.10-alpine" already present on machine
  Normal  Created    67s        kubelet, k8s-node01  Created container replicasetdemo
  Normal  Started    67s        kubelet, k8s-node01  Started container replicasetdemo
  
# 5、测试controller控制器下的pod删除、重新被controller控制器拉起
[root@k8s-master01 controller]# kubectl delete pod --all
pod "replicasetdemo-2gllp" deleted
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
replicasetdemo-6kbdn   1/1     Running   0          110s
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -o wide
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
replicasetdemo-6kbdn   1/1     Running   0          2m2s   10.81.58.214   k8s-node02   <none>           <none>
[root@k8s-master01 controller]# curl 10.81.58.214
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
..............
</html>

# 6、修改pod的副本数量:通过命令行方式
[root@k8s-master01 controller]# kubectl scale replicaset replicasetdemo --replicas=3
replicaset.apps/replicasetdemo scaled
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
replicasetdemo-6kbdn   1/1     Running   0          14m
replicasetdemo-g5664   1/1     Running   0          22s
replicasetdemo-t8ksq   1/1     Running   0          22s
# 7、修改pod的副本数量:通过资源清单方式
[root@k8s-master01 controller]# kubectl edit replicasets.apps replicasetdemo 

# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  annotations:
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"apps/v1","kind":"ReplicaSet","metadata":{"annotations":{},"labels":{"app":"replicasetdemo"},"name":"replicasetdemo","namespace":"default"},"spec":{"replicas":1,"selector":{"matchLabels":{"app":"replicasetdemo"}},"template":{"metadata":{"labels":{"app":"replicasetdemo"},"name":"replicasetdemo"},"spec":{"containers":[{"image":"nginx:1.17.10-alpine","imagePullPolicy":"IfNotPresent","name":"replicasetdemo","ports":[{"containerPort":80}]}],"restartPolicy":"Always"}}}}
  creationTimestamp: "2021-07-08T14:43:10Z"
  generation: 5
  labels:
    app: replicasetdemo
  name: replicasetdemo
  namespace: default
  resourceVersion: "294582"
  selfLink: /apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/replicasetdemo
"/tmp/kubectl-edit-6ttin.yaml" 52L, 1886C
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
replicasetdemo-47672   1/1     Running   0          11s
replicasetdemo-6kbdn   1/1     Running   0          19m
replicasetdemo-g5664   1/1     Running   0          5m39s
replicasetdemo-smddx   1/1     Running   0          11s
replicasetdemo-t8ksq   1/1     Running   0          5m39s
[root@k8s-master01 controller]# 

3、显示Pod标签

# 1、显示pod的标签
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod --show-labels 
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
replicasetdemo-47672   1/1     Running   0          13m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-6kbdn   1/1     Running   0          32m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-g5664   1/1     Running   0          18m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-smddx   1/1     Running   0          13m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-t8ksq   1/1     Running   0          18m   app=replicasetdemo
# 2、修改pod标签(label)
[root@k8s-master01 controller]# kubectl label pod replicasetdemo-g5664  app=guardwhy --overwrite=True
pod/replicasetdemo-g5664 labeled
# 3、再次显示pod的标签
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod --show-labels 
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
replicasetdemo-47672   1/1     Running   0          15m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-6kbdn   1/1     Running   0          34m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-g5664   1/1     Running   0          21m   app=guardwhy
replicasetdemo-hsbx5   1/1     Running   0          4s    app=replicasetdemo
replicasetdemo-smddx   1/1     Running   0          15m   app=replicasetdemo
replicasetdemo-t8ksq   1/1     Running   0          21m   app=replicasetdemo
# 4、查看rs控制器
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get rs
NAME             DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicasetdemo   5         5         5       40m
# 4、查看控制器
[root@k8s-master01 controller]# kubectl delete rs replicasetdemo
replicaset.apps "replicasetdemo" deleted
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get rs
No resources found in default namespace.
[root@k8s-master01 controller]# 

3.4 ReplicaSet小结

1、kubectl命令行工具适用于RC的绝大部分命令同样适用于ReplicaSet，当前很少单独适用ReplicaSet，它主要被Deployment这个更高层的资源对象所使用，从而形成一整套Pod创建，删除，更新的编排机制，在使用Deployment时无需关心它是如何维护和创建ReplicaSet的，这一切都是自动发生的。

2、总结一下RC(ReplicaSet)特性和作用

• 在绝大多数情况下，通过定义一个RC实现Pod的创建及副本数量的自动控制。
• 在RC里包括完整的Pod定义模板，RC通过Label Selector机制实现对Pod副本的自动控制。
• 通过改变RC里的Pod副本数量，可以实现Pod的扩容和缩容。
• 通过改变RC里Pod模板中的镜像版本，可以实现滚动升级。

4- Deployment

4.1 基本概念

1、Deployment是kubernetes在1.2版本中引入的新概念，用于更好的解决Pod的编排问题，keployment在内部使用了ReplicaSet来实现目的，可以把Deployment理解为ReplicaSet的一次升级。

2、Deployment的使用过程

• 创建一个Deployment对象来生成对应的ReplicaSet并完成Pod副本的创建。
• 检查Deployment的状态来看部署动作是否完成(Pod副本数量是否达到了预期的值)。
• 更新Deployment以创建新的Pod(比如镜像升级)，如果当前Deployment不稳定，可以回滚到一个早先的Deployment版本。
• 暂停Deployment以便于一次性修改多个PodTemplateSpec的配置项，之后在恢复Deployment，进行新的发布。
• 扩展Deployment以应对高负载，查看Deployment的状态，以此作为发布是否成功的标志，清理不在需要的旧版本ReplicaSet。

4.2 部署Deployment

1、可以通过kubectl命令行方式获取更加详细的信息

kubectl explain deploy
kubectl explain deploy.spec

2、在k8sdemo01工程创建deploymentdemo.yml文件

Deployment除了API生命与Kind类型有区别，Deployment的定义与Replica Set的定义很类似。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploymentdemo
  labels:
    app: deploymentdemo
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      name: deploymentdemo
      labels:
        app: deploymentdemo
    spec:
      containers:
        - name: deploymentdemo
          image: nginx:1.17.10-alpine
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
      restartPolicy: Always
  selector:
    matchLabels:
      app: deploymentdemo

3、通过idea的Remote Host快速将yml文件上传k8s集群进行测试

[root@k8s-master01 controller]# ls
deploymentdemo.yml  replicasetdemo.yml
# 1、运行Deployment
[root@k8s-master01 controller]# kubectl apply -f deploymentdemo.yml 
deployment.apps/deploymentdemo created
# 2、查看deployment
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get deploy
NAME             READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deploymentdemo   3/3     3            3           22s
# 3、查看rs控制器
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get rs
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deploymentdemo-cff9d5c4d   3         3         3       35s
# 4、查看pod
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-cff9d5c4d-csq4d   1/1     Running   0          42s
deploymentdemo-cff9d5c4d-kdl6w   1/1     Running   0          42s
deploymentdemo-cff9d5c4d-zjhn9   1/1     Running   0          42s
[root@k8s-master01 controller]# kubectl exec -it deploymentdemo-cff9d5c4d-csq4d sh
/ # nginx -v
nginx version: nginx/1.17.10
/ # exit
[root@k8s-master01 controller]# 

4.2 镜像更新升级

1、命令行方式

# 1、升级nginx镜像版本为1.18.0
[root@k8s-master01 controller]# kubectl set image deployment deploymentdemo deploymentdemo=nginx:1.18.0-alpine
deployment.apps/deploymentdemo image updated
# 2、查看pod
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-795cbd9bbd-d4vml   1/1     Running   0          2m2s
deploymentdemo-795cbd9bbd-nzs8w   1/1     Running   0          62s
deploymentdemo-795cbd9bbd-qlcvc   1/1     Running   0          94s
# 3、进去某一个pod内部，查看nginx升级版本信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl exec -it deploymentdemo-795cbd9bbd-d4vml sh
/ # nginx -v
nginx version: nginx/1.18.0
/ # exit
[root@k8s-master01 controller]# 

2、yml文件方式

[root@k8s-master01 controller]# ls
deploymentdemo.yml  replicasetdemo.yml
# 1、升级nginx镜像版本为1.19.2-alpine
[root@k8s-master01 controller]# kubectl edit deployments.apps deploymentdemo

# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
    deployment.kubernetes.io/revision: "2"
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
  creationTimestamp: "2021-07-09T02:04:24Z"
  ..........
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.19.2-alpine
        imagePullPolicy: IfNotPresent
deployment.apps/deploymentdemo edited
# 2、查看pod升级情况
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS        RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-7lxp9   1/1     Running       0          87s
deploymentdemo-56fb57bf59-9lcz7   1/1     Running       0          43s
deploymentdemo-56fb57bf59-cjzd2   1/1     Running       0          2s
deploymentdemo-795cbd9bbd-d4vml   0/1     Terminating   1          3h55m
deploymentdemo-795cbd9bbd-qlcvc   0/1     Terminating   1          3h54m

# 3、进去某一个pod内部，查看nginx升级版本信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl exec -it deploymentdemo-56fb57bf59-7lxp9 sh
/ # nginx -v
nginx version: nginx/1.19.2
/ # exit
[root@k8s-master01 controller]# 

4.3 Deployment扩容

1、命令行方式

[root@k8s-master01 ~]# cd /home/data/controller/
[root@k8s-master01 controller]# ls
deploymentdemo.yml  replicasetdemo.yml
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-7lxp9   1/1     Running   1          137m
deploymentdemo-56fb57bf59-9lcz7   1/1     Running   1          137m
deploymentdemo-56fb57bf59-cjzd2   1/1     Running   1          136m
[root@k8s-master01 controller]# kubectl scale deployment deploymentdemo --replicas=6
deployment.apps/deploymentdemo scaled
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-576x6   1/1     Running   0          3s
deploymentdemo-56fb57bf59-7lxp9   1/1     Running   1          138m
deploymentdemo-56fb57bf59-9lcz7   1/1     Running   1          137m
deploymentdemo-56fb57bf59-cjzd2   1/1     Running   1          136m
deploymentdemo-56fb57bf59-ptbxq   1/1     Running   0          3s
deploymentdemo-56fb57bf59-xb2zh   1/1     Running   0          3s
[root@k8s-master01 controller]# 

2、yml文件方式

[root@k8s-master01 controller]# kubectl edit deployments.apps deploymentdemo

# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,
# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be
# reopened with the relevant failures.
#
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
    deployment.kubernetes.io/revision: "3"
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"labels":{"app":"deploymentdemo"},"name":"deploymentdemo","namespace":"default"},"spec":{"replicas":3,"selector":{"matchLabels":{"app":"deploymentdemo"}},"template":{"metadata":{"labels":{"app":"deploymentdemo"},"name":"deploymentdemo"},"spec":{"containers":[{"image":"nginx:1.17.10-alpine","imagePullPolicy":"IfNotPresent","name":"deploymentdemo","ports":[{"containerPort":80}]}],"restartPolicy":"Always"}}}}
  creationTimestamp: "2021-07-09T02:04:24Z"
  generation: 4
  labels:
    app: deploymentdemo
  name: deploymentdemo
  namespace: default
  resourceVersion: "336158"
  selfLink: /apis/apps/v1/namespaces/default/deployments/deploymentdemo
  uid: 9d7ed144-738c-4e6f-a0e0-d1727a1e7c37
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 4
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
deployment.apps/deploymentdemo edited
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-576x6   1/1     Running   0          4m13s
deploymentdemo-56fb57bf59-7lxp9   1/1     Running   1          142m
deploymentdemo-56fb57bf59-9lcz7   1/1     Running   1          141m
deploymentdemo-56fb57bf59-cjzd2   1/1     Running   1          141m
[root@k8s-master01 controller]# 

4.4 滚动更新

1、基本概述

微服务部署种类：蓝绿部署、滚动部署、灰度发布、金丝雀发布。

• 蓝绿部署: 是不停老版本，部署新版本然后进行测试，确认以后，将流量切到新版本，然后老版本同时也升级到新版本。 蓝绿部署无需停机，并且风险较小。
• 滚动发布：一般是取出一个或者多个服务器停止服务，执行更新，并重新将其投入使用。周而复始，直到集群中所有的实例都更新成新版本。 这种部署方式相对于蓝绿部署，更加节约资源，它不需要运行两个集群、两倍的实例数。我们可以部分部署，例如每次只取出集群的20%进行升级。
• 灰度发布: 是指在黑与白之间，能够平滑过渡的一种发布方式。AB test就是一种灰度发布方式，让一部分用户继续用A，一部分用户开始用B，如果用户对B没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到B上面来。灰度发布可以保证整体系统的稳定，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，以保证其影响度，平常所说的金丝雀部署也就是灰度发布的一种方式。

2、金丝雀发布

Deployment控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏，如暂停(pause)或继续(resume)更新操作。比如等待第一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧的版本。再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按期望的方式运行，确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作这就是所谓的金丝雀发布（Canary Release）

# 1、查看deployment
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get deploy
NAME             READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deploymentdemo   4/4     4            4           10h
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-576x6   1/1     Running   1          3h18m
deploymentdemo-56fb57bf59-7lxp9   1/1     Running   2          5h36m
deploymentdemo-56fb57bf59-9lcz7   1/1     Running   2          5h35m
deploymentdemo-56fb57bf59-cjzd2   1/1     Running   2          5h35m
[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec -it deploymentdemo-56fb57bf59-576x6 sh
/ # nginx -v
nginx version: nginx/1.19.2
/ # exit
[root@k8s-master01 controller]# ls
deploymentdemo.yml  replicasetdemo.yml
# 2、更新deployment的nginx:1.18.0-alpine版本，并配置暂停deployment
[root@k8s-master01 controller]# kubectl set image deployment deploymentdemo deploymentdemo=nginx:1.18.0-alpine  && kubectl rollout pause deployment deploymentdemo
deployment.apps/deploymentdemo image updated
deployment.apps/deploymentdemo paused
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -w
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-576x6   1/1     Running   1          3h31m
deploymentdemo-56fb57bf59-9lcz7   1/1     Running   2          5h49m
deploymentdemo-56fb57bf59-cjzd2   1/1     Running   2          5h48m
deploymentdemo-795cbd9bbd-rxn9c   1/1     Running   0          40s
deploymentdemo-795cbd9bbd-xdlh5   1/1     Running   0          40s
^C
# 3、观察更新状态
[root@k8s-master01 controller]# kubectl rollout resume deployment deploymentdemo
deployment.apps/deploymentdemo resumed
# 4、监控更新的过程，可以看到已经新增了一个资源，但是并未删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -w
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-795cbd9bbd-fs75g   1/1     Running   0          21s
deploymentdemo-795cbd9bbd-rxn9c   1/1     Running   0          6m46s
deploymentdemo-795cbd9bbd-vwvn4   1/1     Running   0          21s
deploymentdemo-795cbd9bbd-xdlh5   1/1     Running   0          6m46s
^C[root@k8s-master01 controller]# 
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-795cbd9bbd-fs75g   1/1     Running   0          43s
deploymentdemo-795cbd9bbd-rxn9c   1/1     Running   0          7m8s
deploymentdemo-795cbd9bbd-vwvn4   1/1     Running   0          43s
deploymentdemo-795cbd9bbd-xdlh5   1/1     Running   0          7m8s
# 5、进去某一个pod内部，查看nginx更新版本信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl exec -it deploymentdemo-795cbd9bbd-fs75g sh
/ # nginx -v
nginx version: nginx/1.18.0
/ # exit
[root@k8s-master01 controller]# 

4.5 Deployment版本回退

1、默认情况下，kubernetes 会在系统中保存前两次的 Deployment 的 rollout 历史记录，以便可以随时回退(可以修改 revision history limit来更改保存的revision数）。

2、只要 Deployment 的 rollout被触发就会创建一个revision，当且仅当Deployment 的Pod template被更改，例如更新template 中的 label 和容器镜像时，就会创建出一个新的 revision。

3、其他的更新，比如扩容 Deployment 不会创建 revision。因此可以很方便的手动或者自动扩容。这意味着当回退到历史 revision 时，只有 Deployment 中的 Pod template部分才会回退。

4、rollout常见命令

常见命令	功能具体说明
history	查看rollout操作历史。
pause	将提供的资源设定为暂停状态。
restart	重启某资源。
resume	将某资源从暂停状态恢复正常。
status	查看rollout操作状态。
undo	回滚前一rollout。

# 1、history历史操作
[root@k8s-master01 controller]# kubectl rollout history deployment deploymentdemo 
deployment.apps/deploymentdemo 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
3         <none>
4         <none>
# 2、回滚版本信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl rollout undo deployment deploymentdemo
deployment.apps/deploymentdemo rolled back
# 3、查看pod回滚情况
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -w
NAME                              READY   STATUS        RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-729m2   1/1     Running       0          11s
deploymentdemo-56fb57bf59-fldk5   1/1     Running       0          12s
deploymentdemo-56fb57bf59-msl9r   1/1     Running       0          12s
deploymentdemo-56fb57bf59-wmrlw   1/1     Running       0          10s
deploymentdemo-795cbd9bbd-rxn9c   0/1     Terminating   0          43m
deploymentdemo-795cbd9bbd-rxn9c   0/1     Terminating   0          43m
deploymentdemo-795cbd9bbd-rxn9c   0/1     Terminating   0          43m
^C[root@k8s-master01 controller]# 
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deploymentdemo-56fb57bf59-729m2   1/1     Running   0          30s
deploymentdemo-56fb57bf59-fldk5   1/1     Running   0          31s
deploymentdemo-56fb57bf59-msl9r   1/1     Running   0          31s
deploymentdemo-56fb57bf59-wmrlw   1/1     Running   0          29s
# 4、进去某一个pod内部，查看nginx回滚版本信息
[root@k8s-master01 controller]# kubectl exec -it deploymentdemo-56fb57bf59-729m2 sh
/ # nginx -v
nginx version: nginx/1.19.2
/ # exit
[root@k8s-master01 controller]# 

4.6 Deployment 更新策略

1、Deployment 可以保证在升级时只有一定数量的 Pod 是 down 的。默认的，它会确保至少有比期望的Pod数量少，一个是up状态(最多一个不可用）

2、Deployment 同时也可以确保只创建出超过期望数量的一定数量的 Pod。默认的，它会确保最多比期望的Pod数量多一个的Pod 是up的(最多1个 surge)。

[root@k8s-master01 controller]# kubectl describe deployments.apps deploymentdemo 
Name:                   deploymentdemo
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Fri, 09 Jul 2021 10:04:24 +0800
Labels:                 app=deploymentdemo
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 5
                        kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                          {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"labels":{"app":"deploymentdemo"},"name":"deploymentdemo","namesp...
Selector:               app=deploymentdemo
Replicas:               4 desired | 4 updated | 4 total | 4 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
## 1、Kuberentes 版本v1.17.5中，从1-1变成25%-25%
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=deploymentdemo
  Containers:
  ..........
  Normal  ScalingReplicaSet  48m   deployment-controller  Scaled up replica set deploymentdemo-56fb57bf59 to 4
  Normal  ScalingReplicaSet  48m   deployment-controller  Scaled down replica set deploymentdemo-795cbd9bbd to 0
[root@k8s-master01 controller]# 

4.7 Deployment小结

Deployment为Pod和Replica Set(下一代Replication Controller)提供声明式更新，只需要在 Deployment 中描述想要的目标状态是什么。Deployment controller就会帮将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到目标状态。也可以通过定义一个全新的 Deployment 来创建 ReplicaSet或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换。

5- DaemonSet

5.1 基本概念

1、DaemonSet 确保全部Node 上运行一个 Pod 的副本，当有 Node 加入集群时，也会为它们新增一个 Pod 。当有 Node 从集群移除时，这些 Pod 也会被回收删除 DaemonSet 将会删除它创建的所有Pod。

2、在每一个node节点上只调度一个Pod，因此无需指定replicas的个数，比如

• 在每个node上都运行一个日志采集程序，负责收集node节点本身和node节点之上的各个Pod所产生的日志。
• 在每个node上都运行一个性能监控程序，采集该node的运行性能数据。

5.2 部署DaemonSet

1、在k8sdemo01工程创建daemonsetdemo.yml文件

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonsetdemo
  labels:
    app: daemonsetdemo
spec:
  template:
    metadata:
      name: daemonsetdemo
      labels:
        app: daemonsetdemo
    spec:
      containers:
        - name: daemonsetdemo
          image: nginx:1.17.10-alpine
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
      restartPolicy: Always
  selector:
    matchLabels:
      app: daemonsetdemo

2、通过idea的Remote Host快速将yml文件上传k8s集群进行测试

[root@k8s-master01 controller]# ls
daemonsetdemo.yml  deploymentdemo.yml  replicasetdemo.yml
# 1、运行demonset
[root@k8s-master01 controller]# kubectl apply -f daemonsetdemo.yml 
daemonset.apps/daemonsetdemo created
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get daemonset
NAME            DESIRED   CURRENT   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   NODE SELECTOR   AGE
daemonsetdemo   2         2         2       2            2           <none>          20s
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -o wide
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
daemonsetdemo-7pm5f   1/1     Running   0          40s   10.81.85.252   k8s-node01   <none>           <none>
daemonsetdemo-d2crz   1/1     Running   0          40s   10.81.58.238   k8s-node02   <none>           <none>
[root@k8s-master01 controller]# kubectl delete pod daemonsetdemo-7pm5f
pod "daemonsetdemo-7pm5f" deleted
# 2、查看pod详细信息：只有工作节点创建pod，master节点并不会创建。
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -o wide
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
daemonsetdemo-4pgc9   1/1     Running   0          2m40s   10.81.85.253   k8s-node01   <none>           <none>
daemonsetdemo-d2crz   1/1     Running   0          4m20s   10.81.58.238   k8s-node02   <none>           <none>
[root@k8s-master01 controller]# 

5.3 DaemonSet滚动更新

1、DaemonSet有两种更新策略类型

• OnDelete：这是向后兼容性的默认更新策略。使用OnDelete更新策略，在更新DaemonSet模板后，只有在手动删除旧的DaemonSet pod时才会创建新的DaemonSet pod。这与Kubernetes1.5或更早版本中DaemonSet的行为相同。
• RollingUpdate：使用RollingUpdate更新策略，在更新DaemonSet模板后，旧的DaemonSet pod将被终止，并且将以受控方式自动创建新的DaemonSet pod。

6- Job控制器

6.1 基本概念

1、使用基本镜像

docker pull perl:slim 

2、具体简介

• 一次性执行任务，类似Linux中的job。
• 应用场景：如离线数据处理，视频解码等业务。

6.2 部署Job

1、在k8sdemo01工程创建jobdemo.yml文件

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: jobdemo
  labels:
    app: jobdemo
spec:
  template:
    metadata:
      name: jobdemo
      labels:
        app: jobdemo
    spec:
      containers:
        - name: jobdemo
          image: perl:slim
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(6000)"]
      restartPolicy: Never

2、通过idea的Remote Host快速将yml文件上传k8s集群进行测试

[root@k8s-master01 controller]# ls
daemonsetdemo.yml  deploymentdemo.yml  jobdemo.yml  replicasetdemo.yml
[root@k8s-master01 controller]# kubectl apply -f jobdemo.yml 
job.batch/jobdemo created
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod -w
NAME            READY   STATUS              RESTARTS   AGE
jobdemo-cc5wr   0/1     ContainerCreating   0          29s
jobdemo-cc5wr   1/1     Running             0          32s
jobdemo-cc5wr   0/1     Completed           0          81s
^C[root@k8s-master01 controller]# 
[root@k8s-master01 controller]# kubectl delete -f jobdemo.yml 
job.batch "jobdemo" deleted
[root@k8s-master01 controller]# kubectl get pod
No resources found in default namespace.
[root@k8s-master01 controller]# 

6.3 StatefulSet

1、在kubernetes系统中，Pod的管理对象RC，Deployment，DaemonSet，Job都面向无状态的服务，但现实中有很多服务时有状态的，集群有这四个特点：

• 每个节点都是有固定的身份ID，集群中的成员可以相互发现并通信。
• 集群的规模是比较固定的，集群规模不能随意变动。
• 集群中的每个节点都是有状态的，通常会持久化数据到永久存储中。
• 如果磁盘损坏，则集群里的某个节点无法正常运行，集群功能受损。

2、通过RC或Deployment控制Pod副本数量来实现上述有状态的集群，发现第一点是无法满足的，因为Pod名称和ip是随机产生的，并且各Pod中的共享存储中的数据不能都动，因此StatefulSet在这种情况下就派上用场了。StatefulSet具有以下特性：

• StatefulSet里的每个Pod都有稳定，唯一的网络标识，可以用来发现集群内的其它成员。假设，StatefulSet的名称为k8s，那么第1个Pod叫k8s-0，第2个叫k8s-1，以此类推！！
• StatefulSet控制的Pod副本的启停顺序是受控的，操作第N个Pod时，前N-1个Pod已经是运行且准备状态。
• StatefulSet里的Pod采用稳定的持久化存储卷，通过PV或PVC来实现，删除Pod时默认不会删除与StatefulSet相关的存储卷(为了保证数据的安全)。

3、结论

StatefulSet除了要与PV卷捆绑使用以存储Pod的状态数据，还要与Headless，Service配合使用，每个StatefulSet定义中都要生命它属于哪个Handless Service，Handless Service与普通Service的关键区别在于，它没有Cluster IP。