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kubernetes系列07—Pod控制器详解

程序员文章站 2022-03-23 08:31:35
本文收录在容器技术学习系列文章总目录 1、Pod控制器 1.1 介绍 Pod控制器是用于实现管理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。 1.2 pod控制器有多种类型 ReplicationControl ......

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1、pod控制器

1.1 介绍

  pod控制器是用于实现管理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。

 

1.2 pod控制器有多种类型

  •  replicationcontrollerrc):rc保证了在所有时间内,都有特定数量的pod副本正在运行,如果太多了,rc就杀死几个,如果太少了,rc会新建几个
  •  replicasetrs:代用户创建指定数量的pod副本数量,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。
  •  deployment(重要):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。
  •  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
  •  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
  •  statefulset:管理有状态应用

本文主要讲解replicasetdeploymentdaemonset 三中类型的pod控制器。

 

2、replicaset

2.1 认识replicaset

(1)什么是replicaset?

  replicaset是下一代复本控制器,是replication controller(rc)的升级版本。replicaset和 replication controller之间的唯一区别是对选择器的支持。replicaset支持labels user guide中描述的set-based选择器要求, 而replication controller仅支持equality-based的选择器要求。

 

(2)如何使用replicaset

  大多数kubectl 支持replication controller 命令的也支持replicasets。rolling-update命令除外,如果要使用rolling-update,请使用deployments来实现。

  虽然replicasets可以独立使用,但它主要被 deployments用作pod 机制的创建、删除和更新。当使用deployment时,你不必担心创建pod的replicasets,因为可以通过deployment实现管理replicasets。

 

(3)何时使用replicaset?

  replicaset能确保运行指定数量的pod。然而,deployment 是一个更高层次的概念,它能管理replicasets,并提供对pod的更新等功能。因此,我们建议你使用deployment来管理replicasets,除非你需要自定义更新编排。

  这意味着你可能永远不需要操作replicaset对象,而是使用deployment替代管理 。后续讲解deployment会详细描述。

 

2.2 replicaset定义资源清单几个字段

  •  apiversion: app/v1  版本
  •  kind: replicaset  类型
  •  metadata  元数据
  •  spec  期望状态
    •  minreadyseconds:应为新创建的pod准备好的最小秒数
    •  replicas:副本数; 默认为1
    •  selector:标签选择器
    •  template:模板(必要的)
      •  metadata:模板中的元数据
      •  spec:模板中的期望状态
  •  status  当前状态

 

2.3 演示:创建一个简单的replicaset

(1)编写yaml文件,并创建启动

简单创建一个replicaset:启动2个pod

[root@master manifests]# vim rs-damo.yaml
apiversion: apps/v1
kind: replicaset
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchlabels:
      app: myapp
      release: canary
  template:
    metadata:
      name: myapp-pod
      labels:
        app: myapp
        release: canary
        environment: qa
    spec:
      containers:
      - name: myapp-container
        image: ikubernetes/myapp:v1
        ports:
        - name: http
          containerport: 80
[root@master manifests]# kubectl create -f rs-damo.yaml 
replicaset.apps/myapp created

  

(2)查询验证

---查询replicaset(rs)信息
[root@master manifests]# kubectl get rs
name      desired   current   ready     age
myapp     2         2         2         23s
---查询pod信息
[root@master manifests]# kubectl get pods
name          ready     status    restarts   age
myapp-r4ss4   1/1       running   0          25s
myapp-zjc5l   1/1       running   0          26s
---查询pod详细信息;模板中的label都生效了
[root@master manifests]# kubectl describe pod myapp-r4ss4
name:               myapp-r4ss4
namespace:          default
priority:           0
priorityclassname:  <none>
node:               node2/192.168.130.105
start time:         thu, 06 sep 2018 14:57:23 +0800
labels:             app=myapp
                    environment=qa
                    release=canary
... ...
---验证服务
[root@master manifests]# curl 10.244.2.13
hello myapp | version: v1 | <a href="hostname.html">pod name</a>

  

(3)生成pod原则:“多退少补”

① 删除pod,会立即重新构建,生成新的pod

[root@master manifests]# kubectl delete pods myapp-zjc5l
pod "myapp-k4j6h" deleted
[root@master ~]# kubectl get pods
name          ready     status    restarts   age
myapp-r4ss4   1/1       running   0          33s
myapp-mdjvh   1/1       running   0          10s

② 若另一个pod,不小心符合了rs的标签选择器,就会随机干掉一个此标签的pod

---随便启动一个pod
[root@master manifests]# kubectl get pods --show-labels
name          ready     status    restarts   age       labels
myapp-hxgbh   1/1       running   0          7m        app=myapp,environment=qa,release=canary
myapp-mdjvh   1/1       running   0          6m        app=myapp,environment=qa,release=canary
pod-test      1/1       running   0          13s       app=myapp,tier=frontend
---将pod-test打上release=canary标签
[root@master manifests]# kubectl label pods pod-test release=canary
pod/pod-test labeled
---随机停掉一个pod
[root@master manifests]# kubectl get pods --show-labels
name          ready     status        restarts   age       labels
myapp-hxgbh   1/1       running       0          8m        app=myapp,environment=qa,release=canary
myapp-mdjvh   1/1       running       0          7m        app=myapp,environment=qa,release=canary
pod-test      0/1       terminating   0          1m        app=myapp,release=canary,tier=frontend

  

2.4 replicaset动态扩容/缩容

(1)使用edit 修改rs 配置,将副本数改为5;即可实现动态扩容

[root@master manifests]# kubectl edit rs myapp
... ...
spec:
  replicas: 5
... ...
replicaset.extensions/myapp edited

 

(2)验证

[root@master manifests]# kubectl get pods
name          ready     status    restarts   age
client        0/1       error     0          1d
myapp-bck7l   1/1       running   0          16s
myapp-h8cqr   1/1       running   0          16s
myapp-hfb72   1/1       running   0          6m
myapp-r4ss4   1/1       running   0          9m
myapp-vvpgf   1/1       running   0          16s

  

2.5 replicaset在线升级版本

(1)使用edit 修改rs 配置,将容器的镜像改为v2版;即可实现在线升级版本

[root@master manifests]# kubectl edit rs myapp
... ...
    spec:
      containers:
      - image: ikubernetes/myapp:v2
... ...
replicaset.extensions/myapp edited

  

(2)查询rs,已经完成修改

[root@master manifests]# kubectl get rs -o wide
name      desired   current   ready     age       containers        images                 selector
myapp     5         5         5         11m       myapp-container   ikubernetes/myapp:v2   app=myapp,release=canary

  

(3)但是,修改完并没有升级

需删除pod,再自动生成新的pod时,就会升级成功;

即可以实现灰度发布:删除一个,会自动启动一个版本升级成功的pod

---访问没有删除pod的服务,显示是v1版
[root@master manifests]# curl 10.244.2.15
hello myapp | version: v1 | <a href="hostname.html">pod name</a>
---删除一个pod,访问新生成pod的服务,版本升级为v2版
[root@master manifests]# kubectl delete pod myapp-bck7l
pod "myapp-bck7l" deleted
[root@master ~]# kubectl get pods -o wide
name          ready     status    restarts   age       ip            node
myapp-hxgbh   1/1       running   0          20m       10.244.1.17   node1
[root@master manifests]# curl 10.244.1.17
hello myapp | version: v2 | <a href="hostname.html">pod name</a>

  

3、deployment

3.1 deployment简述

(1)介绍

  deployment 为 pod和replica set 提供了一个声明式定义(declarative)方法,用来替代以前的replicationcontroller来方便的管理应用

  你只需要在 deployment 中描述您想要的目标状态是什么,deployment controller 就会帮您将 pod 和replicaset 的实际状态改变到您的目标状态。您可以定义一个全新的 deployment 来创建 replicaset 或者删除已有的 deployment 并创建一个新的来替换。

  注意:您不该手动管理由 deployment 创建的 replica set,否则您就篡越了 deployment controller 的职责!

 

(2)典型的应用场景包括

  •  使用deployment来创建replicasetreplicaset在后台创建pod。检查启动状态,看它是成功还是失败。
  •  然后,通过更新deployment 的 podtemplatespec 字段来声明pod的新状态。这会创建一个新的replicaset,deployment会按照控制的速率将pod从旧的replicaset移动到新的replicaset中。
  •  滚动升级和回滚应用:如果当前状态不稳定,回滚到之前的deployment revision。每次回滚都会更新deployment的revision。
  •  扩容和缩容:扩容deployment以满足更高的负载。
  •  暂停和继续deployment:暂停deployment来应用podtemplatespec的多个修复,然后恢复上线。
  •  根据deployment 的状态判断上线是否hang住了
  •  清除旧的不必要的 replicaset。

 

3.2 deployment定义资源清单几个字段

  •  apiversion: app/v1  版本
  •  kind: deployment  类型
  •  metadata  元数据
  •  spec  期望状态
    •  --------------replicaset 也有的选项---------------
    •  minreadyseconds:应为新创建的pod准备好的最小秒数
    •  replicas:副本数; 默认为1
    •  selector:标签选择器
    •  template:模板(必须的)
      •  metadata:模板中的元数据
      •  spec:模板中的期望状态
    •  --------------deployment 独有的选项---------------
    •  strategy:更新策略;用于将现有pod替换为新pod的部署策略
      •  recreate:重新创建
      •  rollingupdate:滚动更新
        •  maxsurge:可以在所需数量的pod之上安排的最大pod数;例如:5、10%
        •  maxunavailable:更新期间可用的最大pod数;
    •  revisionhistorylimit:要保留以允许回滚的旧replicaset的数量,默认10
    •  paused:表示部署已暂停,部署控制器不处理部署
    •  progressdeadlineseconds:在执行此操作之前部署的最长时间被认为是失败的
  •  status  当前状态

 

3.3 演示:创建一个简单的deployment

(1)创建一个简单的replicaset,启动2个pod

[root@master manifests]# vim deploy-damo.yaml 
apiversion: apps/v1
kind: deployment
metadata:
  name: myapp-deploy
  namespace: default
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchlabels:
      app: myapp
      release: canary
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        release: canary
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1
        ports:
        - name: http
          containerport: 80
[root@master manifests]# kubectl apply -f deploy-damo.yaml
deployment.apps/myapp-deploy configured

注:apply 声明式创建启动;和create差不多;但是可以对一个文件重复操作;create不可以。

 

(2)查询验证

---查询deployment信息
[root@master manifests]# kubectl get deploy
name           desired   current   up-to-date   available   age
myapp-deploy   2         2         2            2           14s
---查询replicaset信息;deployment会先生成replicaset
[root@master manifests]# kubectl get rs
name                      desired   current   ready     age
myapp-deploy-69b47bc96d   2         2         2         28s
---查询pod信息;replicaset会再创建pod
[root@master manifests]# kubectl get pods
name                            ready     status    restarts   age
myapp-deploy-69b47bc96d-bm8zc   1/1       running   0          18s
myapp-deploy-69b47bc96d-pjr5v   1/1       running   0          18s

  

3.4 deployment动态扩容/缩容

有2中方法实现

(1)方法1:直接修改yaml文件,将副本数改为3

[root@master manifests]# vim deploy-damo.yaml
... ...
spec:
  replicas: 3
... ...
[root@master manifests]# kubectl apply -f deploy-damo.yaml
deployment.apps/myapp-deploy configured

查询验证成功:有3个pod

[root@master manifests]# kubectl get pods
name                            ready     status    restarts   age
myapp-deploy-69b47bc96d-bcdnq   1/1       running   0          25s
myapp-deploy-69b47bc96d-bm8zc   1/1       running   0          2m
myapp-deploy-69b47bc96d-pjr5v   1/1       running   0          2m

  

(2)通过patch命令打补丁命令扩容

与方法1的区别:不需修改yaml文件;平常测试时使用方便;

但列表格式复杂,极容易出错

[root@master manifests]# kubectl patch deployment myapp-deploy -p '{"spec":{"replicas":5}}'
deployment.extensions/myapp-deploy patched

查询验证成功:有5个pod

[root@master ~]# kubectl get pods
name                            ready     status    restarts   age
myapp-deploy-67f6f6b4dc-2756p   1/1       running   0          26s
myapp-deploy-67f6f6b4dc-2lkwr   1/1       running   0          26s
myapp-deploy-67f6f6b4dc-knttd   1/1       running   0          21m
myapp-deploy-67f6f6b4dc-ms7t2   1/1       running   0          21m
myapp-deploy-67f6f6b4dc-vl2th   1/1       running   0          21m

  

3.5 deployment在线升级版本

kubernetes系列07—Pod控制器详解

(1)直接修改deploy-damo.yaml

[root@master manifests]# vim deploy-damo.yaml
... ...
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v2
... ...

  

(2)可以动态监控版本升级

[root@master ~]# kubectl get pods -w

发现是滚动升级,先停一个,再开启一个新的(升级);再依次听一个...

 

(3)验证:访问服务,版本升级成功

[root@master ~]# kubectl get pods -o wide
name                            ready     status    restarts   age       ip            node
myapp-deploy-67f6f6b4dc-6lv66   1/1       running   0          2m        10.244.1.75   node1
[root@master ~]# curl 10.244.1.75
hello myapp | version: v2 | <a href="hostname.html">pod name</a>

  

3.6 deployment修改版本更新策略

(1)方法1:修改yaml文件

[root@master manifests]# vim deploy-damo.yaml
... ...
  strategy:
    rollingupdate:
      maxsurge: 1  #每次更新一个pod
      maxunavailable: 0  #最大不可用pod为0
... ...

  

(2)打补丁:修改更新策略

[root@master manifests]# kubectl patch deployment myapp-deploy -p '{"spec":{"strategy":{"rollingupdate":{"maxsurge":1,"maxunavailable":0}}}}'
deployment.extensions/myapp-deploy patched

  

(3)验证:查询详细信息

[root@master manifests]# kubectl describe deployment myapp-deploy
... ...
rollingupdatestrategy:  0 max unavailable, 1 max surge
... ...

  

(4)升级到v3版

① 金丝雀发布:先更新一个pod,然后立即暂停,等版本运行没问题了,再继续发布

[root@master manifests]# kubectl set image deployment myapp-deploy myapp=ikubernetes/myapp:v3 && kubectl rollout pause deployment myapp-deploy
deployment.extensions/myapp-deploy image updated  #一个pod更新成功
deployment.extensions/myapp-deploy paused  #暂停更新

② 等版本运行没问题了,解除暂停,继续发布更新

[root@master manifests]# kubectl rollout resume deployment myapp-deploy
deployment.extensions/myapp-deploy resumed

③ 中间可以一直监控过程

[root@master ~]# kubectl rollout status deployment myapp-deploy  #输出版本更新信息
waiting for deployment "myapp-deploy" rollout to finish: 1 out of 5 new replicas have been updated...
waiting for deployment spec update to be observed...
waiting for deployment spec update to be observed...
waiting for deployment "myapp-deploy" rollout to finish: 1 out of 5 new replicas have been updated...
waiting for deployment "myapp-deploy" rollout to finish: 1 out of 5 new replicas have been updated...
waiting for deployment "myapp-deploy" rollout to finish: 2 out of 5 new replicas have been updated...
waiting for deployment "myapp-deploy" rollout to finish: 2 out of 5 new replicas have been updated...
---也可以使用get查询pod 更新过程
[root@master ~]# kubectl get pods -w

④ 验证:随便访问一个pod的服务,版本升级成功

[root@master ~]# kubectl get pods -o wide
name                            ready     status    restarts   age       ip            node
myapp-deploy-6bdcd6755d-2bnsl   1/1       running   0          1m        10.244.1.77   node1
[root@master ~]# curl 10.244.1.77
hello myapp | version: v3 | <a href="hostname.html">pod name</a>

  

3.7 deployment版本回滚

(1)命令

查询版本变更历史

$ kubectl rollout history deployment deployment_name

undo回滚版本;--to-revision=  回滚到第几版本

$ kubectl rollout undo deployment deployment_name --to-revision=n

 

(2)演示

---查询版本变更历史
[root@master manifests]# kubectl rollout history deployment myapp-deploy
deployments "myapp-deploy"
revision  change-cause
1         <none>
2         <none>
3         <none>
---回滚到第1版本
[root@master manifests]# kubectl rollout undo deployment myapp-deploy --to-revision=1
deployment.extensions/myapp-deploy
[root@master manifests]# kubectl rollout history deployment myapp-deploy
deployments "myapp-deploy"
revision  change-cause
2         <none>
3         <none>
4         <none>

  

(3)查询验证,已经回到v1版了

[root@master manifests]# kubectl get rs -o wide
name                      desired   current   ready     age       containers   images                 selector
myapp-deploy-67f6f6b4dc   0         0         0         18h       myapp        ikubernetes/myapp:v2   app=myapp,pod-template-hash=2392926087,release=canary
myapp-deploy-69b47bc96d   5         5         5         18h       myapp        ikubernetes/myapp:v1   app=myapp,pod-template-hash=2560367528,release=canary
myapp-deploy-6bdcd6755d   0         0         0         10m       myapp        ikubernetes/myapp:v3   app=myapp,pod-template-hash=2687823118,release=canary

  

4、daemonset

4.1 daemonset简述

(1)介绍

  daemonset保证在每个node上都运行一个容器副本,常用来部署一些集群的日志、监控或者其他系统管理应用

 

(2)典型的应用包括

  •  日志收集,比如fluentd,logstash等
  •  系统监控,比如prometheus node exporter,collectd,new relic agent,ganglia gmond等
  •  系统程序,比如kube-proxy, kube-dns, glusterd, ceph等

 

4.2 daemonset定义资源清单几个字段

  •  apiversion: app/v1  版本
  •  kind: daemonset  类型
  •  metadata  元数据
  •  spec  期望状态
    •  --------------replicaset 也有的选项---------------
    •  minreadyseconds:应为新创建的pod准备好的最小秒数
    •  selector:标签选择器
    •  template:模板(必须的)
      •  metadata:模板中的元数据
      •  spec:模板中的期望状态
    •  --------------daemonset 独有的选项---------------
    •  revisionhistorylimit:要保留以允许回滚的旧replicaset的数量,默认10
    •  updatestrategy:用新pod替换现有daemonset pod的更新策略
  •  status  当前状态

 

4.3 演示:创建一个简单的daemonset

(1)创建并创建一个简单的daemonset,启动pod,只后台运行filebeat手机日志服务

[root@master manifests]# vim ds-demo.yaml
apiversion: apps/v1
kind: daemonset
metadata:
  name: filebeat-ds
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchlabels:
      app: filebeat
      release: stable
  template:
    metadata:
      labels:
        app: filebeat
        release: stable
    spec:
      containers:
      - name: filebeat
        image: ikubernetes/filebeat:5.6.5-alpine
        env:
        - name: redis_host
          value: redis.default.svc.cluster.local
        - name: redis_log_level
          value: info
[root@master manifests]# kubectl apply -f ds-demo.yaml
daemonset.apps/myapp-ds created

  

(2)查询验证

[root@master ~]# kubectl get ds
name          desired   current   ready     up-to-date   available   node selector   age
filebeat-ds   2         2         2         2            2           <none>          6m
[root@master ~]# kubectl get pods
name                     ready     status    restarts   age
filebeat-ds-r25hh        1/1       running   0          4m
filebeat-ds-vvntb        1/1       running   0          4m
[root@master ~]# kubectl exec -it filebeat-ds-r25hh -- /bin/sh
/ # ps aux
pid   user     time   command
    1 root       0:00 /usr/local/bin/filebeat -e -c /etc/filebeat/filebeat.yml

  

4.4 daemonset动态版本升级

(1)使用kubectl set image 命令更新pod的镜像;实现版本升级

[root@master ~]# kubectl set image daemonsets filebeat-ds filebeat=ikubernetes/filebeat:5.6.6-alpine
daemonset.extensions/filebeat-ds image updated

 

(2)验证,升级成功

[root@master ~]# kubectl get ds -o wide
name          desired   current   ready     up-to-date   available   node selector   age       containers   images                              selector
filebeat-ds   2         2         2         2            2           <none>          7m        filebeat     ikubernetes/filebeat:5.6.6-alpine   app=filebeat,release=stable