Kubernetes控制器介紹

Pod通過控制器實現應用的運維，如伸縮、升級等，控制器決定了建立pod資源的方式和型別，在叢集上管理和執行容器的物件通過label-selector 相關聯。

控制器 又稱之為工作負載，分別包含以下型別控制器：

5種控制器型別

1. Deployment
2. StatefulSet
3. DaemonSet
4. Job
5. CronJob

1.deployment

deployment詳解參見：https://www.cnblogs.com/wuxinchun/p/15226903.html

deployment特點：

• 部署無狀態應用，只關心數量，不論角色等，稱無狀態
• 管理Pod和ReplicaSet
• 具有上線部署、副本設定、滾動升級、回滾等功能
• 提供宣告式更新，例如只更新一個新的image
• 應用場景: web 服務

[root@k8s-master yaml]# cat nginx-deployment.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: default
spec:
  replicas: 3 #副本數
  selector:
    matchLabels:
     app: nginx-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
 
-pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.17.2

#建立資源
[root@k8s-master yaml]# kubectl create -f nginx.deployment.yaml

#檢視建立的pod資源、控制器和副本
[root@k8s-master yaml]# kubectl get deploy,rs,pod
NAME                               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps
 
/nginx-deployment   3/3     3            3           8m8s

NAME                                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/nginx-deployment-7c7477c7ff   3         3         3       8m8s

NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-deployment-7c7477c7ff-486lz   1/1     Running   0          8m8s
pod/nginx-deployment-7c7477c7ff-8fn2b   1/1     Running   0          8m8s
pod/nginx-deployment-7c7477c7ff-jks7j   1/1     Running   0          8m8s

#檢視歷史版本
[root@k8s-master yaml]# kubectl rollout history deployment nginx-deployment 
deployment.apps/nginx-deployment 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>

2. SatefulSet

SatefulSet特點：

• 部署有狀態應用
• 解決Pod獨立生命週期，保持Pod啟動順序和唯一性
• 穩定，唯一的網路識別符號，持久儲存(例如: etcd 配置檔案，節點地址發生變化，將無法使用)
• 有序，優雅的部署和擴充套件、刪除和終止(例如: mysql 主從關係，先啟動主，再啟動從)
• 有序，滾動更新
• 應用場景: 資料庫

有狀態和無狀態的區別：

無狀態：

• deployment認為所有的pod都是一樣的
• 不用考慮順序的要求
• 不用考慮在哪個node節點上執行
• 可以隨意擴容和縮容

有狀態：

• 例項之間有差別，每個例項都有自己的獨特性，元資料不同，例如etcd, zookeeper
• 例項之間不對等的關係，以及依靠外部儲存的應用。

常規service和無頭服務區別

service： 一組Pod訪問策略，提供cluster-IP群集之間通訊，還提供負載均衡和服務發現。

Headless service無頭服務， 不需要cluster-IP，直接繫結具體的Pod的IP（當Pod的IP地址是動態變化時，所以常用於繫結DNS訪問）

示例：先建立DNS資源

[root@k8s-master yaml]# cat dns-test.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.28.4
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - sleep 36000
  restartPolicy: Never
[root@k8s-master yaml]# kubectl apply -f dns-test.yaml 
pod/dns-test created
[root@k8s-master yaml]# kubectl get pod -o wide
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
dns-test   1/1     Running   0          13s   10.244.36.112   k8s-node1   <none>           <none>

再用statefulset控制器型別 建立nginx pod資源，並建立無頭服務資源

[root@k8s-master yaml]# cat sts.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1 
kind: StatefulSet  
metadata:
  name: nginx-statefulset  
  namespace: default
spec:
  serviceName: nginx  
  replicas: 3  
  selector:
    matchLabels:  
       app: nginx
  template:  
    metadata:
      labels:
        app: nginx  
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest  
        ports:
        - containerPort: 80

[root@k8s-master yaml]# kubectl create -f sts.yaml

#有狀態化建立的pod，是自動進行打標籤進行區分
[root@k8s-master yaml]# kubectl get pod,svc -o wide
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod/dns-test              1/1     Running   0          8m26s   10.244.36.112    k8s-node1   <none>           <none>
pod/nginx-statefulset-0   1/1     Running   0          6m46s   10.244.36.113    k8s-node1   <none>           <none>
pod/nginx-statefulset-1   1/1     Running   0          6m29s   10.244.169.147   k8s-node2   <none>           <none>
pod/nginx-statefulset-2   1/1     Running   0          6m26s   10.244.36.114    k8s-node1   <none>           <none>

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE     SELECTOR
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   5d8h    <none>
service/nginx        ClusterIP   None         <none>        80/TCP    6m46s   app=nginx

#驗證DNS解析,解析pod的唯一域名和自身的IP
[root@k8s-master yaml]# kubectl exec -it dns-test sh
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
/ # nslookup nginx-statefulset-0
Server:    10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10

nslookup: can't resolve 'nginx-statefulset-0'
//在busybox容器去解析nginxpod域名異常，期望值應該根據nginx-statefulset-0解析出對應的pod IP為10.244.36.113

總結：StatefulSet與Deployment區別：StatefulSet建立的pod是有身份的！

身份三要素：

• 域名 nginx-statefulset-0.nginx
• 主機名 nginx-statefulset-0
• 儲存 （PVC）

3.DaemonSet

特點：

• 在每一個Node上執行一個Pod
• 新加入的Node也同樣會自動執行一個Pod
• 應用場景：Agent、監控

示例：用DaemonSet 控制器型別建立nginx pod資源，沒有指定副本replicats，它會根據node節點的個數建立，如果再新加一個node節點，也會給新node節點建立pod

[root@k8s-master yaml]# cat ds.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet 
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

[root@k8s-master yaml]# kubectl apply -f ds.yaml 

# DaemonSet會在每個node節點都建立一個Pod
# 如果再新加一個node節點，也會給新node節點建立pod
[root@k8s-master yaml]# kubectl get pods -o wide

4.Job

Job分為普通任務（Job）和定時任務（CronJob）

• 一次性執行

• 應用場景：離線資料處理，視訊解碼等業務:https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/jobs-run-to-completion/

示例：用job控制器型別建立資源，執行算圓周率的命令，保持後2000位，建立過程等同於在計算，重試次數預設是6次，修改為4次，當遇到異常時Never狀態會重啟，所以要設定次數。

# vim job.yaml
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: 4

在node節點提前下載perl映象，因為映象比較大所以提前下載好
node1 node2節點：
# docker pull perl

建立過程等同於在計算
# kubectl apply -f job.yaml 
job.batch/pi created

檢視狀態
# kubectl get pods
# kubectl describe pod pi-tkdlc 

檢視日誌，看計算結果，結果輸出到控制檯
# kubectl logs pi-tkdlc
3.141592653589793.............................................共2000位

檢視日誌，看計算結果，結果輸出到控制檯

5.CronJob

特點：

• 週期性任務，像Linux的Crontab一樣。

• 週期性任務

• 應用場景：通知，備份:https://kubernetes.io/docs/tasks/job/automated-tasks-with-cron-jobs/

示例：每隔一分鐘輸出一條資訊，列印hello

[root@k8s-master yaml]# cat cronjob.yaml 
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure




#建立資源
[root@k8s-master yaml]# kubectl create -f cronjob.yaml
[root@k8s-master yaml]# kubectl get cronjob
NAME    SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE    AGE
hello      */1 * * * *         False         0         <none>          25s
[root@k8s-master yaml]# kubectl get pods

#檢視日誌，內容輸出到控制檯
[root@k8s-master yaml]# kubectl logs hello-1630755720-2psh8
Sat Sep  4 11:42:20 UTC 2021
Hello from the Kubernetes cluster


#等待一分鐘後又會再執行一次
[root@k8s-master yaml]# kubectl get pods
[root@k8s-master yaml]# kubectl logs hello-1630755720-2psh8

#最後刪除資源，不然第二天伺服器宕機
[root@k8s-master yaml]# kubectl delete -f cronjob.yaml

原文連結：https://blog.csdn.net/weixin_45691464/article/details/106326605