Kubernetes 控制器之 Deployment 介紹(六)

阿新 • • 發佈：2018-12-21

一、Deployment、ReplicaSet、Pod之間的關係

我們接著前面的文章說，如果不清楚的請檢視之前的博文：http://blog.51cto.com/wzlinux/2322616

前面我們已經瞭解到，Kubernetes 通過各種 Controller 來管理 Pod 的生命週期。為了滿足不同業務場景，Kubernetes 開發了 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等多種 Controller。我們首先學習最常用的 Deployment。

1、執行 Deployment

先從例子開始，執行一個 Deployment：

kubectl run nginx-deployment --image=nginx:1.7.9 --replicas=2

上面的命令將部署包含兩個副本的 Deployment nginx-deployment，容器的 image 為 nginx:1.7.9。

2、檢視 Deployment（deploy）

檢視剛剛建立的 deployment，其可以簡寫為deploy。

[[email protected] ~]# kubectl get deploy
NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   2         2         2            2           4m56s

使用命令kubectl describe deploy檢視內部內容。

kubectl describe deploy nginx-deployment

Name:                   nginx-deployment
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Thu, 29 Nov 2018 17:47:16 +0800
Labels:                 run=nginx-deployment
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector:               run=nginx-deployment
Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  run=nginx-deployment
  Containers:
   nginx-deployment:
    Image:        nginx:1.7.9
    Port:         <none>
    Host Port:    <none>
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-deployment-5fd98dbf5f (2/2 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age    From                   Message
  ----    ------             ----   ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  6m11s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-5fd98dbf5f to 2

展示的內容大部分都是描述資訊，我們看最後一行，這裡告訴我們建立了一個 ReplicaSet nginx-deployment-5fd98dbf5f，Events 是 Deployment 的日誌，記錄了 ReplicaSet 的啟動過程。

通過上面的分析，也驗證了 Deployment 通過 ReplicaSet 來管理 Pod 的事實。

3、檢視 ReplicaSet（rs）

檢視我們有哪些 rs。

[[email protected] ~]# kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-5fd98dbf5f   2         2         2       12m

使用命令kubectl describe rs檢視其詳細資訊。

kubectl describe rs nginx-deployment-5fd98dbf5f

Name:           nginx-deployment-5fd98dbf5f
Namespace:      default
Selector:       pod-template-hash=5fd98dbf5f,run=nginx-deployment
Labels:         pod-template-hash=5fd98dbf5f
                run=nginx-deployment
Annotations:    deployment.kubernetes.io/desired-replicas: 2
                deployment.kubernetes.io/max-replicas: 3
                deployment.kubernetes.io/revision: 1
Controlled By:  Deployment/nginx-deployment
Replicas:       2 current / 2 desired
Pods Status:    2 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:  pod-template-hash=5fd98dbf5f
           run=nginx-deployment
  Containers:
   nginx-deployment:
    Image:        nginx:1.7.9
    Port:         <none>
    Host Port:    <none>
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  13m   replicaset-controller  Created pod: nginx-deployment-5fd98dbf5f-8g7nm
  Normal  SuccessfulCreate  13m   replicaset-controller  Created pod: nginx-deployment-5fd98dbf5f-58c4z

我們可以看到Controlled By: Deployment/nginx-deployment，說明此 ReplicaSet 由 Deployment nginx-deployment。
在Events記錄了兩個副本 Pod 的建立，那我們檢視一下 Pod。

4、檢視 Pod

檢視目前的 Pod。

[[email protected] ~]# kubectl get pods
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-5fd98dbf5f-58c4z   1/1     Running   0          19m
nginx-deployment-5fd98dbf5f-8g7nm   1/1     Running   0          19m

隨便選擇一個 Pod，檢視其詳細資訊。

kubectl describe pod nginx-deployment-5fd98dbf5f-58c4z

Name:               nginx-deployment-5fd98dbf5f-58c4z
Namespace:          default
Priority:           0
PriorityClassName:  <none>
Node:               node02.wzlinux.com/172.18.8.202
Start Time:         Thu, 29 Nov 2018 17:47:16 +0800
Labels:             pod-template-hash=5fd98dbf5f
                    run=nginx-deployment
Annotations:        <none>
Status:             Running
IP:                 10.244.2.3
Controlled By:      ReplicaSet/nginx-deployment-5fd98dbf5f
Containers:
  nginx-deployment:
    Container ID:   docker://69fa73ed16d634627b69b8968915d9a5704f159206ac0d3b2f1179fa99acd56f
    Image:          nginx:1.7.9
    Image ID:       docker-pullable://[email protected]:e3456c851a152494c3e4ff5fcc26f240206abac0c9d794affb40e0714846c451
    Port:           <none>
    Host Port:      <none>
    State:          Running
      Started:      Thu, 29 Nov 2018 17:47:28 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-sm664 (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  default-token-sm664:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-sm664
    Optional:    false
QoS Class:       BestEffort
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:
  Type    Reason     Age   From                         Message
  ----    ------     ----  ----                         -------
  Normal  Scheduled  20m   default-scheduler            Successfully assigned default/nginx-deployment-5fd98dbf5f-58c4z to node02.wzlinux.com
  Normal  Pulling    20m   kubelet, node02.wzlinux.com  pulling image "nginx:1.7.9"
  Normal  Pulled     20m   kubelet, node02.wzlinux.com  Successfully pulled image "nginx:1.7.9"
  Normal  Created    20m   kubelet, node02.wzlinux.com  Created container
  Normal  Started    20m   kubelet, node02.wzlinux.com  Started container

我們可以看到Controlled By: ReplicaSet/nginx-deployment-5fd98dbf5f，說明此 Pod 是由 ReplicaSet nginx-deployment-5fd98dbf5f 建立的。
Events記錄了 Pod 的啟動過程。

5、總結

使用者通過 kubectl 建立 Deployment。
Deployment 建立 ReplicaSet。
ReplicaSet 建立 Pod。

從上圖也可以看出，物件的命名方式是：子物件的名字 = 父物件名字 + 隨機字串或數字。

二、伸縮

伸縮（Scale Up/Down）是指線上增加或減少 Pod 的副本數。

我們重新建立一下。

[[email protected] ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.7.9 --replicas=2
deployment.apps/nginx created

[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE                 NOMINATED NODE
nginx-699ff78c9-2xxnj   1/1     Running   0          51s   10.244.1.11   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-j5w6c   1/1     Running   0          51s   10.244.3.6    node02.wzlinux.com   <none>

我們把副本數量修改為5個，檢視一下。

[[email protected] ~]# kubectl scale --replicas=5 deploy/nginx
deployment.extensions/nginx scaled

[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE                 NOMINATED NODE
nginx-699ff78c9-2xxnj   1/1     Running   0          2m21s   10.244.1.11   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-4qq9h   1/1     Running   0          18s     10.244.1.12   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-b6dt4   1/1     Running   0          18s     10.244.3.7    node02.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-j5w6c   1/1     Running   0          2m21s   10.244.3.6    node02.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-zhwsz   1/1     Running   0          18s     10.244.3.8    node02.wzlinux.com   <none>

三個新副本被建立並排程到 node01 和 node02 上，出於安全考慮，預設配置下 Kubernetes 不會將 Pod 排程到 Master 節點。如果希望將 master 也當作 Node 使用，可以執行如下命令：

kubectl taint node master node-role.kubernetes.io/master-

如果要恢復 Master Only 狀態，執行如下命令：

kubectl taint node master node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule

想要減少副本數量也是同樣的方法，指定數量即可，那我們減少到3個副本。

[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE                 NOMINATED NODE
nginx-699ff78c9-2xxnj   1/1     Running   0          2m55s   10.244.1.11   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-4qq9h   1/1     Running   0          52s     10.244.1.12   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-j5w6c   1/1     Running   0          2m55s   10.244.3.6    node02.wzlinux.com   <none>

三、故障轉移

目前是五個應用分別執行在兩臺機器上面，我們把 node02 關閉，造成 node02 出現問題，然後再檢視一下 Pod 的情況。

[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE                 NOMINATED NODE
nginx-699ff78c9-2xxnj   1/1     Running   0          8m49s   10.244.1.11   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-4qq9h   1/1     Running   0          6m46s   10.244.1.12   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-j5w6c   1/1     Unknown   0          8m49s   10.244.3.6    node02.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-wqd5k   1/1     Running   0          32s     10.244.1.13   node01.wzlinux.com   <none>

等待一段時間之後，我們看到 node02 上的 Pod 標記為 Unknown 狀態，並在 node01 上面新建三個 Pod，維持總副本數為3。

那我們重啟把伺服器啟動起來，正常情況下，如果配置沒有問題，服務會自動新增到叢集中，我們啟動檢視狀態。

[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE                 NOMINATED NODE
nginx-699ff78c9-2xxnj   1/1     Running   0          14m     10.244.1.11   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-4qq9h   1/1     Running   0          12m     10.244.1.12   node01.wzlinux.com   <none>
nginx-699ff78c9-wqd5k   1/1     Running   0          6m37s   10.244.1.13   node01.wzlinux.com   <none>

當 node02 恢復後，Unknown 的 Pod 會被刪除，不過已經執行的 Pod 不會重新排程回 node02。

四、標籤

預設配置下，Scheduler 會將 Pod 排程到所有可用的 Node。不過有些情況我們希望將 Pod 部署到指定的 Node，比如將有大量磁碟 I/O 的 Pod 部署到配置了 SSD 的 Node；或者 Pod 需要 GPU，需要執行在配置了 GPU 的節點上。

我們使用mytest.yaml檔案建立一個Deployment，內容如下：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: mytest
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  template:
    metadata:
      labels:
        run: mytest
    spec:
      containers:
      - image: wangzan18/mytest:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: mytest

使用下面命令建立應用。

[[email protected] ~]# kubectl create -f mytest.yaml 
deployment.extensions/mytest created

Kubernetes 是通過 label 來實現這個功能的。label 是 key-value 對，各種資源都可以設定 label，靈活新增各種自定義屬性。比如執行如下命令標註 node01 是配置了 SSD 的節點。

kubectl label node node01.wzlinux.com disktype=ssd

然後使用命令kubectl get node --show-labels我們檢視。

NAME                 STATUS   ROLES    AGE   VERSION   LABELS
master.wzlinux.com   Ready    master   26h   v1.12.3   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=master.wzlinux.com,node-role.kubernetes.io/master=
node01.wzlinux.com   Ready    <none>   25h   v1.12.3   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/hostname=node01.wzlinux.com
node02.wzlinux.com   Ready    <none>   91m   v1.12.3   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=node02.wzlinux.com

disktype=ssd 已經成功新增到 node01，除了 disktype，Node 還有幾個 Kubernetes 自己維護的 label。

有了disktype這個自定義 label，接下來就可以指定將 Pod 部署到 node01。編輯 mytest.yaml：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: mytest
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  template:
    metadata:
      labels:
        run: mytest
    spec:
      containers:
      - image: wangzan18/mytest:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: mytest
      nodeSelector:
        disktype: ssd

在 Pod 模板的spec裡通過nodeSelector指定將此 Pod 部署到具有 label disktype=ssd 的 Node 上。

重新部署 Deployment 並檢視 Pod 的執行節點：

[[email protected] ~]# kubectl apply -f mytest.yaml 
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply
deployment.extensions/mytest configured

[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE                 NOMINATED NODE
mytest-6f7fbbfdc7-2tr6s   1/1     Running   0          63s   10.244.1.19   node01.wzlinux.com   <none>
mytest-6f7fbbfdc7-5g9tj   1/1     Running   0          61s   10.244.1.21   node01.wzlinux.com   <none>
mytest-6f7fbbfdc7-bnfxv   1/1     Running   0          61s   10.244.1.22   node01.wzlinux.com   <none>
mytest-6f7fbbfdc7-bqzqq   1/1     Running   0          60s   10.244.1.23   node01.wzlinux.com   <none>
mytest-6f7fbbfdc7-v6cqk   1/1     Running   0          63s   10.244.1.20   node01.wzlinux.com   <none>

全部 6 個副本都執行在 node01 上，符合我們的預期。

要刪除 label disktype，執行如下命令：

[[email protected] ~]# kubectl label node node01.wzlinux.com disktype-
node/node01.wzlinux.com labeled

不過此時 Pod 並不會重新部署，依然在 node01 上執行。

除非在mytest.yaml中刪除nodeSelector設定，然後通過kubectl apply重新部署。

關於物件資源的設定，大家可以使用命令kubectl explain，比如檢視pod中nodeSelector的引數設定，我們可以使用命令 kubectl explain pod.spec.nodeSelector

小問題：手動重新新增到叢集

如果因為某些問題，服務不能自動新增到叢集中，我們就需要手動重新初始化新增一次。

在 master 節點上面先刪除 node02節點。

kubectl delete node node02.wzlinux.com

在 node02 上面 reset。

kubeadm reset

重新使用kubeadm init初始化，但是發現token過期了，我們需要在master節點重新生成token。

[[email protected] ~]# kubeadm token create
v269qh.2mylwtmc96kd28sq

生成ca-cert-hash sha256的值。

[[email protected] ~]# openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | \
>    openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
84e50f7beaa4d3296532ae1350330aaf79f3f0d45ec8623fae6cd9fe9a804635

然後在node節點上面重新使用kubeadm init進行新增叢集中。

Kubernetes 控制器之 Deployment 介紹(六)

一、Deployment、ReplicaSet、Pod之間的關係

1、執行 Deployment

2、檢視 Deployment（deploy）

3、檢視 ReplicaSet（rs）

4、檢視 Pod

5、總結

二、伸縮

三、故障轉移

四、標籤

小問題：手動重新新增到叢集

Kubernetes 控制器之 Deployment 介紹(六)

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2、檢視 Deployment（deploy）

3、檢視 ReplicaSet（rs）

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