k8s解析--Pod、Deployment、Service

一、概念介绍（原文地址）

1.Pod

Kubernetes 使用 Pod 来管理容器，每个 Pod 可以包含一个或多个紧密关联的容器。 Pod 是一组紧密关联的容器集合，它们共享 PID、IPC、Network 和 UTS namespace，是 Kubernetes 调度的基本单位。Pod 内的多个容器共享网络和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务

一个pod的yaml文件

apiVersion: v1       #版本号
kind: Pod       #Pod
metadata:       #元数据
  name: string       #Pod名称
  namespace: string    #Pod所属的命名空间
  labels:      #自定义标签
    - name: string     #自定义标签名字
  annotations:       #自定义注释列表
    - name: string
spec:         #Pod中容器的详细定义
  containers:      #Pod中容器列表
  - name: string     #容器名称
    image: string    #容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent] #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像，否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    command: [string]    #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]     #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string     #容器的工作目录
    volumeMounts:    #挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string     #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string    #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean    #是否为只读模式
    ports:       #需要暴露的端口库号列表
    - name: string     #端口号名称
      containerPort: int   #容器需要监听的端口号
      hostPort: int    #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:       #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string     #环境变量名称
      value: string    #环境变量的值
    resources:       #资源限制和请求的设置
      limits:      #资源限制的设置
        cpu: string    #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string     #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests:      #资源请求的设置
        cpu: string    #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string     #内存请求，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe:     #对Pod内个容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可
      exec:      #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]  #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:       #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0  #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0   #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0    #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged:false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]#Pod的重启策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启，OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该Pod
    nodeSelector: obeject  #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:    #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
    - name: string
    hostNetwork:false      #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
    volumes:       #在该pod上定义共享存储卷列表
    - name: string     #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
      emptyDir: {}     #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
      hostPath: string     #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
        path: string     #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
      secret:      #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secre对象到容器内部
        scretname: string  
        items:     
        - key: string
          path: string
      configMap:     #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string

其中比较值得说明有这么几个点

1. k8s中的apiVersion版本,可以使用命令kubectl api-versions查看，这里列举三个常见的

• alpha：开发版，可能包含错误，随时可能会丢弃对该功能的支持
• beta：测试版，软件经过很好的测试，启用功能被认为是安全的，细节可能会改变，但功能在后续版本不会被删除
• stable：稳定版，将出现在后续发布的软件版本中

1. harbor默认是https协议的，如果想要通过http协议拉取harbor的镜像需要修改k8s每个节点上的/etc/docker/daemon.json文件

{
    "insecure-registries":["http://your-harbor-url"]
}

然后重启docker

systemctl dadmon-reload 
systemctl restart docker

2.Deployment

• 定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet
• 滚动升级和回滚应用
• 扩容和缩容
• 暂停和继续Deployment

一个Deployment的yaml文件（限于篇幅，很多内容已省略）

apiVersion: extensions/v1beta1   
kind: Deployment                 
metadata:
  name: string               #Deployment名称
spec:
  replicas: 3 #目标副本数量
  strategy:
    rollingUpdate:  
      maxSurge: 1      #滚动升级时最大同时升级1个pod
      maxUnavailable: 1 #滚动升级时最大允许不可用的pod个数
  template:         
    metadata:
      labels:
        app: string  #模板名称
    sepc: #定义容器模板，该模板可以包含多个容器
      containers:                                                                   
        - name: string                                                           
          image: string 
          ports:
            - name: http
              containerPort: 8080 #对service暴露端口

k8s如何滚动升级和回滚应用

进行滚动升级的时候先在yaml文件中更新镜像的版本，然后根据设置需求设置maxSurge、和maxUnavailable的值即可完成

k8s如何完成扩容和缩容

修改replicas的值后重新发布即可

3.Service

apiVersion: v1
kind: Service
matadata:                                #元数据
  name: string                           #service的名称
  namespace: string                      #命名空间
  labels:                                #自定义标签属性列表
    - name: string
  annotations:                           #自定义注解属性列表
    - name: string
spec:                                    #详细描述
  selector: []                           #label selector配置，将选择具有label标签的Pod作为管理 范围
  type: string                           #service的类型，指定service的访问方式，默认为clusterIp
  clusterIP: string                      #虚拟服务地址
  sessionAffinity: string                #是否支持session
  ports:                                 #service需要暴露的端口列表
  - name: string                         #端口名称
    protocol: string                     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    port: int                            #服务监听的端口号
    targetPort: int                      #需要转发到后端Pod的端口号
    nodePort: int                        #当type = NodePort时，指定映射到物理机的端口号
  status:                                #当spce.type=LoadBalancer时，设置外部负载均衡器的地址
    loadBalancer:                        #外部负载均衡器
      ingress:                           #外部负载均衡器
        ip: string                       #外部负载均衡器的Ip地址值
        hostname: string                 #外部负载均衡器的主机名

 

二、关系解析（原文地址）

deploy控制RS，RS控制Pod，这一整套，向外提供稳定可靠的Service。
分析
以下是分析的过程

首先，我们先从最小的调度单位pod开始。
我的k8s集群中目前有一个pod，它的name为mq-svc-5b96bf78d9-brpjw

[root@VM_0_17_centos ~]# kubectl get pods
NAME                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mq-svc-5b96bf78d9-brpjw   1/1       Running   0          51m
来看一下它的详情

[root@VM_0_17_centos ~]# kubectl describe pod mq-svc-5b96bf78d9-brpjw
Name:           mq-svc-5b96bf78d9-brpjw
Namespace:      default
Node:           10.0.0.17/10.0.0.17
Start Time:     Fri, 17 Aug 2018 17:24:44 +0800
Labels:         pod-template-hash=1652693485
                qcloud-app=mq-svc
Annotations:    
Status:         Running
IP:             172.16.0.39
Controlled By:  ReplicaSet/mq-svc-5b96bf78d9
Containers:
  queue-mq:
    Container ID:   docker://700cdc55c111a413faaa8cabb8680009d2663701ccbe84b8a50ea6e6fe1d538c
    Image:          rabbitmq:management
    Image ID:       docker-pullable://rabbitmq@sha256:0b36ea1a8df9e53228aaeee277680de2cc97c7d675bc2d5dbe1cc9e3836a9d9f
    Port:          
    Host Port:      
    State:          Running
      Started:      Fri, 17 Aug 2018 17:24:49 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Limits:
      cpu:     500m
      memory:  1Gi
    Requests:
      cpu:        250m
      memory:     256Mi
    Environment:  
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-vzhz4 (ro)
Conditions:
  Type           Status
  Initialized    True 
  Ready          True 
  PodScheduled   True 
Volumes:
  default-token-vzhz4:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-vzhz4
    Optional:    false
QoS Class:       Burstable
Node-Selectors:  
Tolerations:    
Events:
  Type    Reason                 Age   From                Message
  ----    ------                 ----  ----                -------
  Normal  Scheduled              51m   default-scheduler   Successfully assigned mq-svc-5b96bf78d9-brpjw to 10.0.0.17
  Normal  SuccessfulMountVolume  51m   kubelet, 10.0.0.17  MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-vzhz4"
  Normal  Pulling                51m   kubelet, 10.0.0.17  pulling image "rabbitmq:management"
  Normal  Pulled                 51m   kubelet, 10.0.0.17  Successfully pulled image "rabbitmq:management"
  Normal  Created                51m   kubelet, 10.0.0.17  Created container
  Normal  Started                51m   kubelet, 10.0.0.17  Started container
其实有一个敏感的信息，pod是被一个名字为mq-svc-5b96bf78d9的ReplicaSet管理的，所以我们认为，RS是比Pod高一级别的专门用来管理pod的组件。一个RS会管理一批pod。

Controlled By:  ReplicaSet/mq-svc-5b96bf78d9
 

而且在pod里面发生的实践也都是对容器的操作，比如拉取镜像、启动容器等等

Events:
  Type    Reason                 Age   From                Message
  ----    ------                 ----  ----                -------
  Normal  Scheduled              51m   default-scheduler   Successfully assigned mq-svc-5b96bf78d9-brpjw to 10.0.0.17
  Normal  SuccessfulMountVolume  51m   kubelet, 10.0.0.17  MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-vzhz4"
  Normal  Pulling                51m   kubelet, 10.0.0.17  pulling image "rabbitmq:management"
  Normal  Pulled                 51m   kubelet, 10.0.0.17  Successfully pulled image "rabbitmq:management"
  Normal  Created                51m   kubelet, 10.0.0.17  Created container
  Normal  Started                51m   kubelet, 10.0.0.17  Started container
 

接下来，我们就看看这个RS的详细情况
[root@VM_0_17_centos ~]# kubectl describe rs mq-svc-5b96bf78d9
Name:           mq-svc-5b96bf78d9
Namespace:      default
Selector:       pod-template-hash=1652693485,qcloud-app=mq-svc
Labels:         pod-template-hash=1652693485
                qcloud-app=mq-svc
Annotations:    deployment.changecourse=Updating
                deployment.kubernetes.io/desired-replicas=1
                deployment.kubernetes.io/max-replicas=2
                deployment.kubernetes.io/revision=2
                description=Service based on rabbitmq.
Controlled By:  Deployment/mq-svc
Replicas:       1 current / 1 desired
Pods Status:    1 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:  pod-template-hash=1652693485
           qcloud-app=mq-svc
  Containers:
   queue-mq:
    Image:      rabbitmq:management
    Port:      
    Host Port:  
    Limits:
      cpu:     500m
      memory:  1Gi
    Requests:
      cpu:        250m
      memory:     256Mi
    Environment:  
    Mounts:      
  Volumes:        
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  50m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-r8n8t
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-l4zj2
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-m8tmv
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-m8tmv
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-r9wkj
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-8wzpq
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-d8gwc
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-d8gwc
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-8wzpq
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-l4zj2
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-r9wkj
  Normal  SuccessfulDelete  45m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-r8n8t
 

关键信息

Controlled By:  Deployment/mq-svc
这个RS被名字为mq-svc的Deployment控制，这样看，Deployment是比RS高一级别用于管理RS的组件。

在RS级别上发生的事件，均是对pod的操作，创建pod，删除pod

Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  50m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-r8n8t
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-l4zj2
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-m8tmv
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-m8tmv
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-r9wkj
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-8wzpq
  Normal  SuccessfulCreate  49m   replicaset-controller  Created pod: mq-svc-5b96bf78d9-d8gwc
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-d8gwc
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-8wzpq
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-l4zj2
  Normal  SuccessfulDelete  49m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-r9wkj
  Normal  SuccessfulDelete  45m   replicaset-controller  Deleted pod: mq-svc-5b96bf78d9-r8n8t
 

接下来，我们来看看Delpoyment
[root@VM_0_17_centos ~]# kubectl describe deploy  mq-svc
Name:                   mq-svc
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Fri, 17 Aug 2018 17:21:13 +0800
Labels:                 qcloud-app=mq-svc
Annotations:            deployment.changecourse=Updating
                        deployment.kubernetes.io/revision=2
                        description=Service based on rabbitmq.
Selector:               qcloud-app=mq-svc
Replicas:               1 desired | 1 updated | 1 total | 1 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        10
RollingUpdateStrategy:  0 max unavailable, 1 max surge
Pod Template:
  Labels:  qcloud-app=mq-svc
  Containers:
   queue-mq:
    Image:      rabbitmq:management
    Port:      
    Host Port:  
    Limits:
      cpu:     500m
      memory:  1Gi
    Requests:
      cpu:        250m
      memory:     256Mi
    Environment:  
    Mounts:      
  Volumes:        
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
OldReplicaSets:  
NewReplicaSet:   mq-svc-5b96bf78d9 (1/1 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  58m   deployment-controller  Scaled up replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  57m   deployment-controller  Scaled up replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  57m   deployment-controller  Scaled up replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 4
  Normal  ScalingReplicaSet  57m   deployment-controller  Scaled down replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  57m   deployment-controller  Scaled up replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 6
  Normal  ScalingReplicaSet  57m   deployment-controller  Scaled down replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 4
  Normal  ScalingReplicaSet  56m   deployment-controller  Scaled down replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  53m   deployment-controller  Scaled down replica set mq-svc-5b96bf78d9 to 1
可以看出，在deployment级别上，不再受其他组件的控制，而他的状态的转变是作为API被调用而产生的。我们看到，在deployment级别上发生的事件一般是创建服务、滚动升级一个服务，或者是操作RS伸缩Pod集群。

最后，到这里也很明白了，service其实是在这一整套基础之上提供给外部的稳定的服务。