一、pod控制器定义
Pod控制器，又称之为工作负载（workload），是用于实现管理pod的中间层，确保pod资源符合预期的状态，pod的资源出现故障时，会尝试进行重启，当根据重启策略无效，则会重新新建pod的资源。
二、pod控制器类型
- ReplicaSet: 代用户创建指定数量的pod副本，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，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ReplicaSet不是直接使用的控制器，而是使用Deployment。
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
- Deployment：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。
- 注意：ReplicaSet 与Deployment 这两个资源对象逐步替换之前RC的作用。
- DaemonSet：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。比如ELK。服务特性：服务是无状态的。服务必须是守护进程
- StatefulSet：管理有状态应用
- Job：只要完成就立即退出，不需要重启或重建
- Cronjob：周期性任务控制，不需要持续后台运行
三、pod与控制器的关系
controllers：在集群上管理和运行容器的pod对象， pod通过label-selector相关联。Pod通过控制器实现应用的运维，如伸缩，升级等。
四、Deployment
4.1 deployment功能及应用场景
- 部署无状态应用，管理Pod和ReplicaSet
- 具有上线部署、副本设定、滚动升级、回滚等功能
- 提供声明式更新，例如只更新一个新的image
- 应用场景：web服务
4.2 deployment示例
4.2.1 创建文件夹
mkdir /opt/pod cd /opt/pod/ kubectl create deployment nginx-demo1 --image=nginx:1.15 --port=80 --replicas=3 --dry-run=client -oyaml > nginx-deployment.yaml
4.2.2 编辑yaml
4.2.3 运行yaml文件
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml kubectl get pod,deploy,rs
4.2.3.1 查看nginx版本
随机远程测试一个running的pod目的是查看nginx的版本
4.2.4 查看控制器配置
kubectl edit deployment/nginx-demo1
4.2.5 查看历史版本
K8S中nginx服务升级版本——配置文件升级
4.2.6 查看版本
4.2.7 配置文件里面修改版本
4.2.8 查看升级后的版本
4.2.9 k8s服务回滚
4.2.9.1 查看目前有几个回滚
4.2.9.2 回滚
kubectl rollout undo deployment nginx-demo1 kubectl get pod -owide curl -I xxxx
4.2.10 K8S中nginx服务升级版本——直接更新pod（在副本里面单独升级）
4.3 SatefulSet使用方式及示例
4.3.1 SatefulSet使用方式、功能及使用场景
部署有状态应用
稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于PVC来实现
稳定的网络标志，即Pod重新调后其PodName和HostName不变，基于**Headless （没有IP只有DNS主机解析名，无头服务ｐｏｄ名称是唯一的标识不会变）**Service (即没有cluster IP的Service)来实现
有序部署（一个一个部署从０到ｎ－１启动一个个部署），有序扩展，即Pod是有顺序的，在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次进行(即从0到N-1，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态)，基于init containers来实现
有序收缩，有序删除 (是倒序即从N-1到0)
常见的应用场景: 数据库
4.3.2 StatefulSet模式（无头模式）
4.3.2.1 编辑sts.svc.yaml文件
apiVersion: v1 kind: Service metadata: labels: app: sts-svc name: sts-svc namespace: default spec: clusterIP: None ports: - name: http port: 80 protocol: TCP targetPort: 80 selector: app: myapp-sts type: ClusterIP4.3.2.2 运行yaml文件
4.3.2.3 编辑svc.yaml文件
apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: labels: app: sts01 name: sts01 spec: serviceName: "sts-svc" replicas: 2 selector: matchLabels: app: myapp template: metadata: labels: app: myapp spec: containers: - image: soscscs/myapp:v1 name: nginx ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - name: www mountPath: /usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates: - metadata: name: www spec: accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] storageClassName: "nfs-client-storageclass" resources: requests: storage: 1Gi4.3.2.4 运行yaml文件
sts按顺序生成
4.3.2.5 在NFS机下修改内容
4.3.2.6 正常访问
kubectl get pod -owide
4.3.3 StatefulSet的组成
从上面的应用场景可以发现，StatefulSet由以下几个部分组成：
- Headless Service（无头服务）：用于为Pod资源标识符生成可解析的DNS记录
- volumeClaimTemplates（存储卷申请模板）：基于静态或动态PV供给方式为Pod资源提供专有的固定存储
- StatefulSet：用于管控Pod资源
4.3.4 使用headless目的
在deployment中，每一个pod是没有名称，是随机字符串，是无序的。但是statefulset中是要求有序的，每一个pod的名称必须是固定的。
当节点挂了，重建之后的标识符是不变的，每一个节点的节点名称是不能改变的。pod名称是作为pod识别的唯一标识符，必须保证其标识符的稳定并且唯一。
为了实现标识符的稳定，这时候就需要一个headless service 解析直达到pod，还需要给pod配置一个唯一的名称。
4.3.5 使用volumeClainTemplate目的
大部分有状态副本集都会用到持久存储，比如分布式系统来说，由于数据是不一样的，每个节点都需要自己专用的存储节点。而在 deployment中pod模板中创建的存储卷是一个共享的存储卷，多个pod使用同一个存储卷，而statefulset定义中的每一个pod都不能使用同一个存储卷，由此基于pod模板创建pod是不适应的，这就需要引入volumeClainTemplate，当在使用statefulset创建pod时，会自动生成一个PVC，从而请求绑定一个PV，从而有自己专用的存储卷。
4.3.6 服务发现的定义
服务发现：就是应用服务之间相互定位的过程。
应用场景：
- 动态性强：Pod会飘到别的node节点
- 更新发布频繁：互联网思维小步快跑，先实现再优化，老板永远是先上线再慢慢优化，先把idea变成产品挣到钱然后再慢慢一点一点优化
- 支持自动伸缩：一来大促，肯定是要扩容多个副本
K8S里服务发现的方式—DNS，使K8S集群能够自动关联Service资源的“名称”和“CLUSTER-IP”，从而达到服务被集群自动发现的目的。
4.3.7 实现K8S里DNS功能的插件
- skyDNS：Kubernetes 1.3之前的版本
- kubeDNS：Kubernetes 1.3至Kubernetes 1.11
- CoreDNS：Kubernetes 1.11开始至今
4.3.7.1 编辑nginx-service.yaml文件
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: nginx-service labels: app: nginx spec: type: NodePort ports: - port: 80 targetPort: 80 selector: app: nginx #创建 kubectl create -f nginx-service.yaml #查看 kubectl get svc4.3.7.2 运行yaml文件
4.3.7.3 编辑dns-test.yaml文件
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: dns-test spec: containers: - name: busybox image: busybox:1.28.4 args: - /bin/sh - -c - sleep 36000 restartPolicy: Never4.3.7.4 运行yaml文件
4.3.7.5 解析kubernetes和nginx-service名称
4.3.7.6 查看statefulset的定义
4.3.7.7 清单定义StatefulSet
一个完整的 StatefulSet 控制器由一个 Headless Service、一个 StatefulSet 和一个 volumeClaimTemplate组成。如下资源清单中的定义：
apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: labels: app: sts01 name: sts01 spec: serviceName: "sts-svc" replicas: 2 selector: matchLabels: app: myapp template: metadata: labels: app: myapp spec: containers: - image: soscscs/myapp:v1 name: nginx ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - name: www mountPath: /usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates: - metadata: name: www spec: accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] storageClassName: "nfs-client-storageclass" resources: requests: storage: 1Gi4.3.7.8 查看statefulset
4.3.7.9 查看pvc绑定
4.3.7.10 查看pv绑定
4.3.7.11 查看Pod信息
4.3.7.12 当删除的时候是从sts01-1开始进行删除的，关闭是逆向关闭，此时PVC依旧存在的，再重新创建pod时，依旧会重新去绑定原来的pvc
4.3.7.13 StatefulSet滚动更新
StatefulSet控制器将在StatefulSet中删除并重新创建每个Pod。它将以与Pod终止相同的顺序进行（从最大的序数到最小的序数），每次更新一个Pod。在更新其前身之前，它将等待正在更新的 Pod状态变成正在运行并就绪。如下操作的滚动更新是按照1-0的顺序更新。
4.3.7.13.1 修改版本
4.3.7.13.2 运行yaml查看滚动更新的过程
4.3.7.13.3 在创建的每一个Pod中，每一个pod自己的名称都是可以被解析的
4.3.7.13.4 编辑pod6.yaml文件
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: nginx labels: app: nginx spec: ports: - port: 80 name: web selector: app: nginx --- apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: nginx-statefulset spec: serviceName: nginx replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:latest ports: - containerPort: 804.3.7.13.5 运行yaml文件
4.3.7.13.6 查看pod和service
4.3.7.13.7 进入dns-test下解析内容
4.3.7.13.8 远程测试能否连通
kubectl exec -it nginx-statefulset-0 bash /# curl nginx-statefulset-0.nginx /# curl nginx-statefulset-1.nginx /# curl nginx-statefulset-2.nginx exit
4.3.7.14 statefulset扩展伸缩
4.3.7.14.1 动态查看扩容
kubectl scale sts nginx-statefulset --replicas=4 #扩容副本增加到4个，默认值就是一个
4.3.7.14.2 打补丁方式缩容
4.4 DaemonSet使用方式及实例
ELK，zabbix，普罗米修斯监控，数据变动可用这个控制器，数据库暴露可以用这个暴露
4.4.1 DaemonSet使用方式
- DaemonSet 确保全部（或者一些）Node 上运行一个 Pod 的副本。当有 Node 加入集群时，也会为他们新增一个 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。
- 使用 DaemonSet 的一些典型用法：
- 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、collectd、Datadog 代理、New Relic 代理，或 Ganglia gmond。
应用场景：Agent
官方案例（监控）：https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/daemonset/
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/daemonset/4.4.2 Daemonset示例
4.4.2.1 编辑ds.yaml文件
apiVersion: apps/v1 kind: DaemonSet metadata: name: nginx-daemonset labels: app: nginx spec: selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.21 ports: - containerPort: 804.4.2.2 运行yaml文件
4.5 job使用方法及示例
4.5.1 job使用方法
常用于运行那些仅需要执行一次的任务
应用场景：数据库迁移、批处理脚本、kube-bench扫描、离线数据处理，视频解码等业务
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/jobs-run-to-completion/https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/jobs-run-to-completion/4.5.2 job示例
4.5.2.1 编辑yaml文件
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: 44.5.2.2 在node下下载perl
4.5.2.3 运行服务
kubectl apply -f job.yaml kubectl get pods
4.5.2.4 输出结果到控制台
kubectl logs pi-zcnh2
4.5.2.5 清除job资源
kubectl delete -f job.yaml
4.5.2.6 编辑yaml文件
vim job-limit.yaml apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: busybox spec: template: spec: containers: - name: busybox image: busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 10;date;exit 1"] restartPolicy: Never backoffLimit: 24.5.2.7 运行job-limit.yaml文件
4.5.2.8 查看busybox详细信息
这个警告表示job已经达到了指定的回退限制（backoff limit），这意味着该job的重试次数已经达到了设定的上限。当job中的pod失败并且重试次数超过了回退限制，kubernetes会进一步阻止这个重试次数并且记录下
4.6 CronJob使用方式及实例
4.6.1 CronJob使用方式
周期性任务，像Linux的Crontab一样。
应用场景：通知，备份
https://kubernetes.io/docs/tasks/job/automated-tasks-with-cron-jobs/https://kubernetes.io/docs/tasks/job/automated-tasks-with-cron-jobs/4.6.2 示例
4.6.2.1 编辑yaml文件
#每分钟打印hello apiVersion: batch/v1beta1 kind: CronJob metadata: name: hello spec: schedule: "*/1 * * * *" jobTemplate: spec: template: spec: containers: - name: hello image: busybox imagePullPolicy: IfNotPresent args: - /bin/sh - -c - date; echo Hello from the Kubernetes cluster restartPolicy: OnFailurecronjob其它可用参数的配置
spec:
- concurrencyPolicy: Allow——要保留的失败的完成作业数（默认为1）
- schedule: ‘*/1 * * * *’ ——作业时间表。在此示例中，作业将每分钟运行一次
- startingDeadlineSeconds: 15——pod必须在规定时间后的15秒内开始执行，若超过该时间未执行，则任务将不运行，且标记失败
- successfulJobsHistoryLimit: 3——要保留的成功完成的作业数（默认为3）
- terminationGracePeriodSeconds: 30——job存活时间 默认不设置为永久
- jobTemplate——作业模板。这类似于工作示例
4.6.2.2 运行yaml文件
如果报错：Error from server (Forbidden): Forbidden (user=system:anonymous, verb=get, resource=nodes, subresource=proxy) ( pods/log hello-1621587780-c7v54)
解决办法：绑定一个cluster-admin的权限
kubectl create clusterrolebinding system:anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous