2-k8s-控制器介绍

一、控制器类型

1. Deployment：适合无状态的服务部署
2. StatefullSet：适合有状态的服务部署
3. DaemonSet：一次部署，所有的node节点都会部署
4. Job：一次性的执行任务
5. Cronjob：周期性的执行任务

二、Deployment控制器

1. 简介

   一般情况下，我们并不直接创建 Pod，而是通过 Deployment 来创建 Pod，由 Deployment 来负责创建、更新、维护其所管理的所有 Pods。

2. 过程

   1）创建Deployment

   2）调用deployment-controller（deployment控制器）创建一个ReplicaSet

   3）ReplicaSet调用replicaset-controller创建pod

   4）Pod创建完之后就会由启用资源调度程序default-scheduler，将pod分配对应的node节点，由kubelet管理pod

3. 应用场景

   1）定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet
   2）滚动升级和回滚应用
   3）扩容和缩容
   4）暂停和继续Deployment

4. 编写yaml清单：vi deployment-nginx.yaml

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:name: deployment-nginx     #Deployment 的名称labels:app: nginx
   spec:replicas: 3       # 创建 Pod 的副本数selector:         #定义 Deployment 如何找到要管理的 Pod，与 template 的 label（标签）对应matchLabels:app: nginxtemplate:          #字段包含以下字段：metadata:labels:app: nginx    #使用 label（标签）标记 Podspec:             #表示 Pod 运行一个名字为 nginx 的容器containers:- name: nginximage: nginx:1.15       #表示 Pod 运行一个名字为 nginx 的容器ports:                  #容器用于发送和接收流量的端口- containerPort: 80
   

5. 创建控制器： kubectl apply -f deployment-nginx.yaml

6. 查看： kubectl get deployment
   

三、SatefulSet控制器

1. 简介

   StatefulSet是用来管理有状态应用的工作负载API对象，实例之间有不对等关系，以及实例对外部数据有依赖关系的应用，称为有状态应用。

   StatefulSet本质上是Deployment的一种变体，在v1.9版本中已成为GA版本，它为了解决有状态服务的问题，它所管理的Pod拥有固定的Pod名称，启停顺序，在StatefulSet中，Pod名字称为网络标识(hostname)，还必须要用到共享存储。

   在Deployment中，与之对应的服务是service，而在StatefulSet中与之对应的headless service，headless service，即无头服务，与service的区别就是它没有Cluster IP，解析它的名称时将返回该Headless Service对应的全部Pod的Endpoint列表。

2. service与Headless service 区别

   • service：一组Pod访问策略，提供cluster-IP群集之间通讯，还提供负载均衡和服务发现。
   • Headless service 无头服务，不需要cluster-IP，直接绑定具体的Pod的IP。

3. 应用场景

   1） 稳定的持久化存储， 通过VolumeClaimTemplate为每个Pod创建一个PV。即使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

   2） 稳定的网络标志， 即Pod重新调度后其Pod Name和HostName不变， 基于Headless Service(即没有ip地址和端口的ClusterIP) 来实现
   3） 有序部署， 有序扩展，有序收缩，对于N个副本的StatefulSet，每个Pod都在[0，N)的范围内分配一个数字序号，且是唯一的， 基于initcontainers来实现

4. 编写yaml清单：vi statefulset-nginx.yaml

   apiVersion: apps/v1
   kind: StatefulSet
   metadata: name: web-statefulset
   spec: serviceName: "nginx-statefulset"replicas: 3selector: matchLabels: app: nginx-statefulsettemplate: metadata: labels: app: nginx-statefulsetspec: containers: - name: nginx-statefulsetimage: nginxports:  - containerPort: 80name: web-statefulset
   

5. 创建资源文件：kubectl apply -f statefulset-nginx.yaml

6. 查看启动的pod：kubectl get pod

   ps：statefulset资源控制器启动后，pod的名称为ps：statefulsetName-[0-n]

   

7. 起一个容器并且进入容器内部：kubectl run -it --image busybox:1.28.4 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh

8. 在容器内测试：ping web-statefulset-0.nginx-statefulset
   

9. 查看地址：nslookup web-statefulset-0.nginx-statefulset
   

10. StatefulSet的DNS说明

    StatefulSet中每个Pod的 DNS格式为statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local
    1. serviceName为 Headless Service的名字
    2. 0..N-1为Pod所在的序号，从О开始到N-1
    3. statefulSetName为StatefulSet的名字
    4. namespace为服务所在的namespace,Headless Servic和StatefulSet必须在相同的namespace
    5. .cluster.local为Cluster Domain 
    

11. StatefulSet扩容与缩容命令的两种命令

    1. kubectl scale statefulset web-statefulset --replicas=5
    2. kubectl patch statefulset web-statefulset  -p '{"spec":{"replicas":2}}'
    

12. StatefulSet不支持直接更新镜像，需要使用patch间接实现

    kubectl patch statefulset web-statefulset --type='json'  -p='[{"op":"replace","path":"/spec/template/spec/containers/0/image","value":"nginx:1.9.1"}]'
    

四、Daemonset控制器

1. 简介

   服务守护进程，它的主要作用是在Kubernetes集群的所有节点中运行我们部署的守护进程，相当于在集群节点上分别部署Pod副本，如果有新节点加入集群，Daemonset会自动的在该节点上运行我们需要部署的Pod副本，相反如果有节点退出集群，Daemonset也会移除掉部署在旧节点的Pod副本。

2. 应用场景

   1）日志系统的日志收集

   2）监控系统的数据收集

3. 编写yaml清单：vi daemonSet-nginx.yaml

   apiVersion: apps/v1
   kind: DaemonSet	#创建DaemonSet资源
   metadata:name: fluentd #名字
   spec: selector: matchLabels: app: loggingtemplate: metadata:  labels: app: loggingid: fluentdname: fluentdspec:containers: - name: fluentd-esimage: agilestacks/fluentd-elasticsearch:v1.3.0env: #环境变量配置- name: FLUENTD_ARGS #环境变量的keyvalue: -qq	#环境变量的valuevolumeMounts:	#加载数据卷,避兔数据丢失- name: containers #数据卷名字mountPath: /var/lib/docker/containers	#将数据卷挂载到容器内的哪个目录- name: varlogmountPath: /varlogvolumes:	#定义数据卷- hostPath: #数据卷类型，主机路径的模式，也就是与node 共享目录path: /var/lib/docker/containers # node中的共享目录name: containers #定义的数据卷的名称- hostPath:path: /var/logname: varlog
   

4. 创建资源：kubectl apply -f daemonSet-nginx.yaml

5. 查看：kubectl get pod -o wide

   ps：可以看到默认在工作节点地下都生成了DaemonSet的pod

   

6. 修改配置：kubectl edit ds fluentd

   Daemonset会忽略Node的unschedulable状态，有几种方式来指定 Pod只运行在指定的Node节点上:
   nodeSelector:只调度到匹配指定label的Node 上
   nodeAffinity:功能更丰富的Node选择器，比如支持集合操作
   podAffinity:调度到满足条件的Ped所在的Node 上
   

       spec:nodeSelector:type: microservervices
   

   

7. 再次查看pod：kubectl get pod
   

8. 查看node的label，发现没有符合部署pod条件的：kubectl get node --show-labels
   

9. 给worker1和worker2添加标签：

   kubectl label no worker1  type=microservervices
   kubectl label no worker2  type=microservervices
   

10. 再次查看pod：kubectl get pod
    

五、Job控制器

1. 简介

   Job控制器用于调配pod对象运行一次性任务，容器中的进程在正常运行结束后不会对其进行重启，而是将pod对象置于completed状态。若容器中的进程因错误而终止，则需要依据配置确定重启与否，未运行完成的pod对象因其所在的节点故障而意外终止后会被重新调度。

2. 编写yaml清单：vi job-demo.yaml

   apiVersion: batch/v1
   kind: Job
   metadata:name: job-demo
   spec:template:metadata:name: job-demospec:restartPolicy: Nevercontainers:- name: counterimage: busyboxcommand:- "bin/sh"- "-c"- "for i in 9 8 7 6 5 4 3 2 1; do echo $i; done"
   

3. 创建pod：kubectl apply -f job-demo.yaml

4. 查看： kubectl logs job-demo-4dr95
   

六、CronJob 控制器

1. 简介

   CronJob其实就是在Job的基础上加上了时间调度，类似Linux中的crontab。

2. crontab格式

   ps：多个时间可以用逗号隔开； 范围可以用连字符给出；*可以作为通配符； /表示每…

   分钟 值从 0 到 59.
   小时 值从 0 到 23.
   日   值从 1 到 31.
   月   值从 1 到 12.
   星期 值从 0 到 6, 0 代表星期日
   

3. 编写yaml清单：vi cronJob-demo.yaml

   apiVersion: batch/v1
   kind: CronJob
   metadata:name: cronjob-demo
   spec:schedule: "*/1 * * * *"jobTemplate:spec:template:spec:restartPolicy: OnFailurecontainers:- name: helloimage: busyboxargs:- "/bin/sh"- "-c"- "for i in 9 8 7 6 5 4 3 2 1; do echo $i; done"

4. 创建pod：kubectl apply -f cronJob-demo.yaml

5. 查看：kubectl get pod

   ps：一分钟执行一次
   

6. 查看： kubectl logs cronjob-demo-28281040-866ns