Kubernetes系列之Kubernetes Pod控制器

Kubernetes系列之Kubernetes Pod控制器

#一、常见Pod控制器及含义

###1、 ReplicaSets

ReplicaSet是下一代复本控制器。ReplicaSet和 Replication Controller之间的唯一区别是现在的选择器支持。Replication Controller只支持基于等式的selector(env=dev或environment!=qa),但ReplicaSet还支持新的,基于集合的selector(version in (v1.0, v2.0)或env notin (dev, qa))。
大多数kubectl支持Replication Controller的命令也支持ReplicaSets。rolling-update命令有一个例外 。如果想要滚动更新功能,请考虑使用Deployments。此外, rolling-update命令是必须的,而Deployments是声明式的,因此我们建议通过rollout命令使用Deployments。
虽然ReplicaSets可以独立使用,但是今天它主要被 Deployments 作为协调pod创建,删除和更新的机制。当使用Deployments时,不必担心管理他们创建的ReplicaSets。Deployments拥有并管理其ReplicaSets。
###2、 Deployment
Deployment为Pod和Replica Set(下一代Replication Controller)提供声明式更新。
你只需要在Deployment中描述你想要的目标状态是什么,Deployment controller就会帮你将Pod和Replica Set的实际状态改变到你的目标状态。你可以定义一个全新的Deployment,也可以创建一个新的替换旧的Deployment。

一个典型的用例如下:
1.使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建pod。检查启动状态,看它是成功还是失败。
2.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。
3.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。
4.扩容Deployment以满足更高的负载。
5.暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复,然后恢复上线。
6.根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。
7.清除旧的不必要的ReplicaSet。

###3、 StatefulSet

StatefulSet是为了解决有状态服务的问题(对应Deployments和ReplicaSets是为无状态服务而设计),其应用场景包括
1.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
2.稳定的网络标志,即Pod重新调度后其PodName和HostName不变,基于Headless Service(即没有Cluster IP的Service)来实现
3.有序部署,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
4.有序收缩,有序删除(即从N-1到0)

从上面的应用场景可以发现,StatefulSet由以下几个部分组成:
1.用于定义网络标志(DNS domain)的Headless Service
2.用于创建PersistentVolumes的volumeClaimTemplates
3.定义具体应用的StatefulSet

StatefulSet中每个Pod的DNS格式为statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local,其中
1.serviceName为Headless Service的名字
2.0..N-1为Pod所在的序号,从0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.svc.cluster.local为Cluster Domain
###4、DaemonSet
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。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
#二、常用Pod控制器示例
###1、Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
name: myapp-deploy
spec:
replicas: 5
selector: 
matchLabels:
app: myapp
release: canary
template:
metadata:
labels:
app: myapp
release: canary
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v2
ports:
- name: httpd
containerPort: 80

###2、Deployment + DaemonSet

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: redis
namespace: default
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: redis
role: logstor
template:
metadata:
labels:
app: redis
role: logstor
spec:
containers:
- name: redis
image: redis:4.0-alpine
ports:
- name: redis
containerPort: 6379

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: filebeat-ds
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
      ###3、StatefulSet

      apiVersion: v1
      kind: Service
      metadata:
      name: nginx
      labels:
      app: nginx
      spec:
      ports:

      • port: 80
        name: web
        clusterIP: None
        selector:
        app: nginx

        apiVersion: apps/v1beta1
        kind: StatefulSet
        metadata:
        name: web
        spec:
        serviceName: "nginx"
        replicas: 2
        template:
        metadata:
        labels:
        app: nginx
        spec:
        containers:

  • name: nginx
    image: gcr.io/google_containers/nginx-slim:0.8
    ports:
    • containerPort: 80
      name: web
      volumeMounts:
    • name: www
      mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumeClaimTemplates:
      • metadata:
        name: www
        annotations:
        volume.alpha.kubernetes.io/storage-class: anything
        spec:
        accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
        resources:
        requests:
        storage: 1Gi
        #三、Pod完整示例字段讲解

        yaml格式的pod定义文件完整内容:

        apiVersion: v1 #必选,版本号,例如v1
        kind: Pod #必选,Pod
        metadata: #必选,元数据
        name: string #必选,Pod名称
        namespace: string #必选,Pod所属的命名空间
        labels: #自定义标签

      • name: string #自定义标签名字
        annotations: #自定义注释列表
      • name: string
        spec: #必选,Pod中容器的详细定义
        containers: #必选,Pod中容器列表
      • name: string #必选,容器名称
        image: string #必选,容器的镜像名称
        imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent] #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像,否则下载镜像,Nerver表示仅使用本地镜像
        command: [string] #容器的启动命令列表,如不指定,使用打包时使用的启动命令
        args: [string] #容器的启动命令参数列表
        workingDir: string #容器的工作目录
        volumeMounts: #挂载到容器内部的存储卷配置
      • name: string #引用pod定义的共享存储卷的名称,需用volumes[]部分定义的的卷名
        mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径,应少于512字符
        readOnly: boolean #是否为只读模式
        ports: #需要暴露的端口库号列表
      • name: string #端口号名称
        containerPort: int #容器需要监听的端口号
        hostPort: int #容器所在主机需要监听的端口号,默认与Container相同
        protocol: string #端口协议,支持TCP和UDP,默认TCP
        env: #容器运行前需设置的环境变量列表
      • name: string #环境变量名称
        value: string #环境变量的值
        resources: #资源限制和请求的设置
        limits: #资源限制的设置
        cpu: string #Cpu的限制,单位为core数,将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string #内存限制,单位可以为Mib/Gib,将用于docker run --memory参数
        requests: #资源请求的设置
        cpu: string #Cpu请求,容器启动的初始可用数量
        memory: string #内存清楚,容器启动的初始可用数量
        livenessProbe: #对Pod内个容器健康检查的设置,当探测无响应几次后将自动重启该容器,检查方法有exec、httpGet和tcpSocket,对一个容器只需设置其中一种方法即可
        exec: #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string] #exec方式需要制定的命令或脚本
        httpGet: #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet,需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
    • name: string
      value: string
      tcpSocket: #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
      port: number
      initialDelaySeconds: 0 #容器启动完成后首次探测的时间,单位为秒
      timeoutSeconds: 0 #对容器健康检查探测等待响应的超时时间,单位秒,默认1秒
      periodSeconds: 0 #对容器监控检查的定期探测时间设置,单位秒,默认10秒一次
      successThreshold: 0
      failureThreshold: 0
      securityContext:
      privileged: false
      restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略,Always表示一旦不管以何种方式终止运行,kubelet都将重启,OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启,Nerver表示不再重启该Pod
      nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上,以key:value的格式指定
      imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称,以key:secretkey格式指定
      • name: string
        hostNetwork: false #是否使用主机网络模式,默认为false,如果设置为true,表示使用宿主机网络
        volumes: #在该pod上定义共享存储卷列表
      • name: string #共享存储卷名称 (volumes类型有很多种)
        emptyDir: {} #类型为emtyDir的存储卷,与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
        hostPath: string #类型为hostPath的存储卷,表示挂载Pod所在宿主机的目录
        path: string #Pod所在宿主机的目录,将被用于同期中mount的目录
        secret: #类型为secret的存储卷,挂载集群与定义的secre对象到容器内部
        scretname: string
        items:
    • key: string
      path: string
      configMap: #类型为configMap的存储卷,挂载预定义的configMap对象到容器内部
      name: string
      items:
    • key: string
      path: string
 

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