K8S实战（九）| 控制器 DaemonSet - 将守护进程容器化

前言

Deployment 管理的 Pod 允许在一个节点上运行多个副本。

当需要在节点上运行收集日志或者执行监控任务的容器时，显然不适合启动多个 Pod 副本。

这种场景下，我们可以启用 DaemonSet 控制器来管理 Pod。

更新历史

20200620 - 初稿 - 左程立
原文地址 - https://blog.zuolinux.com/2020/06/20/about-controller-daemonset.html

Daemon Pod 的特点

Pod 运行在集群中的全部或者部分节点上
每个节点上只能有一个这样的 Pod
当集群中加入了新节点，Pod 会自动在新节点上创建
当节点被从集群中移除后，节点上 Pod 会自动被回收掉

Daemon Pod 适用的场景

网络插件的 Agent
存储插件的 Agent
监控任务的 Agent
收集日志的 Agent

DaemonSet

创建一个 DS

cat daemonset.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-elasticsearch
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: fluentd-elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels:
        name: fluentd-elasticsearch
    spec:
      tolerations:
      # this toleration is to have the daemonset runnable on master nodes
      # remove it if your masters can't run pods
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: fluentd-elasticsearch
        image: quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v2.5.2
        resources:
          limits:
            memory: 200Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
        - name: varlibdockercontainers
          mountPath: /var/lib/docker/containers
          readOnly: true
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log
      - name: varlibdockercontainers
        hostPath:
          path: /var/lib/docker/containers

# kubectl apply -f daemonset.yaml
daemonset.apps/fluentd-elasticsearch created

查看

[root@master01 ~]# kubectl get ds --namespace kube-system
NAME                    DESIRED   CURRENT   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   NODE SELECTOR                 AGE
fluentd-elasticsearch   6         6         6       6            6                                   11m

目前集群中有 3 个 master，3 个 worker，一共 6 个节点，可以看到 6 个节点上都运行了该 node

工作流程

DaemonSet Controller，从 Etcd 里获取所有的 Node 列表，然后遍历所有的 Node。

然后检查当前这个 Node 上是不是有一个携带了 name=fluentd-elasticsearch 标签的 Pod 在运行。

而检查的结果，大概有这么三种情况：

Node 上没有这种 Pod，那么就意味着要在这个 Node 上创建这个 Pod；
Node 上有这种 Pod，但是数量大于 1，那就说明要把多余的 Pod 从这个 Node 上删除掉；
只有一个这种 Pod，说明这个节点是正常的。

重要参数

spec.affinity.nodeAffinity

通过命令

# kubectl edit pod fluentd-elasticsearch-22g5r --namespace=kube-system

可以看到 DaemonSet 自动给 Pod 增加了参数

spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchFields:
          - key: metadata.name
            operator: In
            values:
            - master03

限制了该 Pod 只能运行在 master03 这个 Node 上

tolerations

同样通过上面的命令，可以看到有参数

  tolerations:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
  - effect: NoExecute
    key: node.kubernetes.io/not-ready
    operator: Exists
  - effect: NoExecute
    key: node.kubernetes.io/unreachable
    operator: Exists
  - effect: NoSchedule
    key: node.kubernetes.io/disk-pressure

意味着可以容忍所有标记有如下“污点”的 Node，可以在这些 Node 上运行
master/not-ready/unreachable/disk-pressure

正常情况下，如果 Node 上被标记了这些“污点”，Pod 被禁止调度到这样的 Node 上运行

但 DaemonSet 给 Pod 加上了 tolerations，使 Pod 可以忽略这些污点，从而成功将 Pod 调度到“污点”节点上

如果节点有故障导致 Pod 启动失败，DaemonSet 会一直尝试，直到 Pod 成功启动

仅在部分节点运行 Pod

可以在 YAML 中手工指定 .spec.template.spec.affinity，这样 Pod 会运行在指定的 Node 上

nodeAffinity:
  requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
    nodeSelectorTerms:
    - matchFields:
      - key: metadata.name
        operator: In
        values:
        - target-host-name

如果没有指定该参数，那么 Pod 会运行在所有 Node 上

DaemonSet 优点

我们也可以自己写一个守护进程来执行类似的工作，使用 DaemonSet Pod 有哪些优点呢。

DaemonSet Pod 自带自身监控功能，省去了我们自己再写一个针对守护进程的监控程序的工作
DaemonSet Pod 不管运行什么任务，都是统一的语言和管理方式
DaemonSet Pod 自带了资源限制功能，避免了守护进程长时间运行占用过多资源对宿主机造成影响

结束语

DaemonSet 倾向于精确控制 Pod 运行在哪些机器上，确保这些机器上都有这个 Pod 在运行。

而 Deployment 更适合于管理离用户更近的无状态类 Pod，比如 Web 服务。

它们的共同点是，都不希望自己管理的 Pod 终止，Pod 出现问题后可以自愈。

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