pod控制器

pod类型

自主式pod：没有自愈能力；删除后就没有了

控制器pod：有自愈能力；删除后还可以自动重建（根据replicaset设置pod的副本和期望值来定义）

pod控制器和作用

Pod控制器，又称之为工作负载（workload），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。

无状态与有状态的区别

有状态：数据之间需要同步，必须要加存储；每次都有上下级关系；每次访问都有不同的关系

无状态：数据之间不互相同步；每次访问都一样的关系

pod控制器类型

ReplicaSet、Deployment、DaemonSet、StatefulSet、 Job、Cronjob

pod与控制器之间的关系

控制器controllers：在集群上通过标签（label-selector）去管理pod对象

pod：通过控制器去实现应用的运维（升级等）

ReplicaSet

管理副本控制器，支持滚动式缩容和扩容

ReplicaSet三个组件

用户期望的pod副本数量
标签选择器，判断哪个pod归自己管理
当现存的pod数量不足，会根据pod资源模板进行新建

帮助用户管理无状态的pod资源，精确反应用户定义的目标数量，但是RelicaSet不是直接使用的控制器，而是使用Deployment

Deployment

管理Pod和ReplicaSet，工作在replicaset上，用于管理无状态应用；支持滚动更新和回滚，提供声明式配置，还可以线上部署。

ReplicaSet与Deployment这两个资源对象逐步替换之前RC的作用

示例

[root@master01 ~]# vim nginx-deploment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

[root@master01 ~]# kubectl create -f nginx-deploment.yaml
[root@master01 ~]# kubectl get pods,deploy,rs

#查看控制器配置
[root@master01 ~]# kubectl edit deployment/nginx-deployment

StatefulSet

管理有状态应用；k8s独有的

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
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
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
有序收缩，有序删除（即从N-1到0）
官网： kubernetes.io/docs/concep…

statefulsetset组成部分

Headless Service（无头服务）：用于为Pod资源标识符生成可解析的DNS记录。
volumeClaimTemplates（存储卷申请模板）：基于静态或动态PV供给方式为Pod资源提供专有的固定存储。
StatefulSet：用于管控Pod资源。

为什么要用headless

在deployment中，每一个pod是没有名称，是随机字符串，是无序的。而statefulset中是要求有序的，每一个pod的名称必须是固定的。当节点挂了，重建之后的标识符是不变的，每一个节点的节点名称是不能改变的。pod名称是作为pod识别的唯一标识符，必须保证其标识符的稳定并且唯一。为了实现标识符的稳定，这时候就需要一个headless service 解析直达到pod，还需要给pod配置一个唯一的名称。

为什么要有volumeClainTemplate

大部分有状态副本集都会用到持久存储，比如分布式系统来说，由于数据是不一样的，每个节点都需要自己专用的存储节点。而在 deployment中pod模板中创建的存储卷是一个共享的存储卷，多个pod使用同一个存储卷，而statefulset定义中的每一个pod都不能使用同一个存储卷，由此基于pod模板创建pod是不适应的，这就需要引入volumeClainTemplate，当在使用statefulset创建pod时，会自动生成一个PVC，从而请求绑定一个PV，从而有自己专用的存储卷

应用场景

动态性强：Pod会飘到别的node节点
更新发布频繁：互联网思维小步快跑，先实现再优化，老板永远是先上线再慢慢优化，先把idea变成产品挣到钱然后再慢慢一点一点优化
支持自动伸缩：一来大促，肯定是要扩容多个副本

清单定义StatefulSet

如上所述，一个完整的 StatefulSet 控制器由一个 Headless Service、一个 StatefulSet 和一个 volumeClaimTemplate 组成。如下资源清单中的定义

root@master01 ~]# vim stateful-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-svc
  labels:
    app: myapp-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: myapp-pod
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: myapp
spec:
  serviceName: myapp-svc
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-pod
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: myappdata
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: myappdata
	  annotations:          #动态PV创建时，使用annotations在PVC里声明一个StorageClass对象的标识进行关联
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: nfs-client-storageclass
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 2Gi

清单定义StatefulSet

如上所述，一个完整的 StatefulSet 控制器由一个 Headless Service、一个 StatefulSet 和一个 volumeClaimTemplate 组成

[root@master01 ~]# vim stateful-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-svc
  labels:
    app: myapp-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: myapp-pod
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: myapp
spec:
  serviceName: myapp-svc
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-pod
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: myappdata
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: myappdata
	  annotations:          #动态PV创建时，使用annotations在PVC里声明一个StorageClass对象的标识进行关联
        volume.beta.kubernetes.io/storage-class: nfs-client-storageclass
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 2Gi

[root@master01 ~]# kubectl apply -f stateful-demo.yaml

创建PV

stor01节点

[root@localhost ~]# mkdir -p /data/volumes/v{1,2,3,4,5}
[root@localhost ~]# vim /etc/exports
/data/volumes/v1 192.168.42.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v2 192.168.42.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v3 192.168.42.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v4 192.168.42.0/24(rw,no_root_squash)
/data/volumes/v5 192.168.42.0/24(rw,no_root_squash)

[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# exportfs -arv
[root@localhost ~]# showmount -e

定义PV

[root@master01 ~]# vim pv-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv001
  labels:
    name: pv001
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v1
    server: stor01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv002
  labels:
    name: pv002
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v2
    server: stor01
  accessModes: ["ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv003
  labels:
    name: pv003
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v3
    server: stor01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv004
  labels:
    name: pv004
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v4
    server: stor01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv005
  labels:
    name: pv005
spec:
  nfs:
    path: /data/volumes/v5
    server: stor01
  accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
  capacity:
    storage: 2Gi
    
[root@master01 ~]# kubectl apply -f pv-demo.yaml
[root@master01 ~]# kubectl get pv

创建statefulset

kubectl apply -f stateful-demo.yaml 

kubectl get svc  #查看创建的无头服务myapp-svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP             50d
myapp-svc    ClusterIP   None             <none>        80/TCP              38s

kubectl get sts    #查看statefulset
NAME      DESIRED   CURRENT   AGE
myapp     3         3         55s

kubectl get pvc    #查看pvc绑定
NAME                STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
myappdata-myapp-0   Bound     pv002     2Gi        RWO                           1m
myappdata-myapp-1   Bound     pv003     2Gi        RWO,RWX                       1m
myappdata-myapp-2   Bound     pv004     2Gi        RWO,RWX                       1m

kubectl get pv    #查看pv绑定
NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM                       STORAGECLASS   REASON    AGE
pv001     1Gi        RWO,RWX        Retain           Available                                                        6m
pv002     2Gi        RWO            Retain           Bound       default/myappdata-myapp-0                            6m
pv003     2Gi        RWO,RWX        Retain           Bound       default/myappdata-myapp-1                            6m
pv004     2Gi        RWO,RWX        Retain           Bound       default/myappdata-myapp-2                            6m
pv005     2Gi        RWO,RWX        Retain           Available                                                        6m

kubectl get pods   #查看Pod信息
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
myapp-0                  1/1       Running   0          2m
myapp-1                  1/1       Running   0          2m
myapp-2                  1/1       Running   0          2m

kubectl delete -f stateful-demo.yaml	

//当删除的时候是从myapp-2开始进行删除的，关闭是逆向关闭
kubectl get pods -w

//此时PVC依旧存在的，再重新创建pod时，依旧会重新去绑定原来的pvc
kubectl apply -f stateful-demo.yaml

kubectl get pvc
NAME                STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
myappdata-myapp-0   Bound     pv002     2Gi        RWO                           5m
myappdata-myapp-1   Bound     pv003     2Gi        RWO,RWX                       5m
myappdata-myapp-2   Bound     pv004     2Gi        RWO,RWX

滚动更新

vim stateful-demo.yaml          #修改image版本为v2
.....
image: ikubernetes/myapp:v2
....

kubectl apply -f stateful-demo.yaml

kubectl get pods -w   #查看滚动更新的过程
NAME      READY   STATUS        RESTARTS   AGE
myapp-0   1/1     Running       0          29s
myapp-1   1/1     Running       0          27s
myapp-2   0/1     Terminating   0          26s
myapp-2   0/1     Terminating   0          30s
myapp-2   0/1     Terminating   0          30s
myapp-2   0/1     Pending       0          0s
myapp-2   0/1     Pending       0          0s
myapp-2   0/1     ContainerCreating   0          0s
myapp-2   1/1     Running             0          31s
myapp-1   1/1     Terminating         0          62s
myapp-1   0/1     Terminating         0          63s
myapp-1   0/1     Terminating         0          66s
myapp-1   0/1     Terminating         0          67s
myapp-1   0/1     Pending             0          0s
myapp-1   0/1     Pending             0          0s
myapp-1   0/1     ContainerCreating   0          0s
myapp-1   1/1     Running             0          30s
myapp-0   1/1     Terminating         0          99s
myapp-0   0/1     Terminating         0          100s
myapp-0   0/1     Terminating         0          101s
myapp-0   0/1     Terminating         0          101s
myapp-0   0/1     Pending             0          0s
myapp-0   0/1     Pending             0          0s
myapp-0   0/1     ContainerCreating   0          0s
myapp-0   1/1     Running             0          1s

//在创建的每一个Pod中，每一个pod自己的名称都是可以被解析的
kubectl exec -it myapp-0 /bin/sh
Name:      myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.244.2.27 myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local
/ # nslookup myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve

Name:      myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.244.1.14 myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local
/ # nslookup myapp-2.myapp-svc.default.svc.cluster.local
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve

Name:      myapp-2.myapp-svc.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.244.2.26 myapp-2.myapp-svc.default.svc.cluster.local

//从上面的解析，我们可以看到在容器当中可以通过对Pod的名称进行解析到ip。其解析的域名格式如下：
(pod_name).(service_name).(namespace_name).svc.cluster.local

总结

无状态：

deployment 认为所有的pod都是一样的
不用考虑顺序的要求
不用考虑在哪个node节点上运行
可以随意扩容和缩容

有状态

实例之间有差别，每个实例都有自己的独特性，元数据不同，例如etcd，zookeeper
实例之间不对等的关系，以及依靠外部存储的应用。

常规service和无头服务区别

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，而是直接以DNS记录的方式解析出被代理Pod的IP地址。

[root@master01 ~]# vim pod6.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@master01 ~]# vim 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/v1beta1  
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@master01 ~]# kubectl apply -f pod6.yaml
[root@master01 ~]# kubectl apply -f sts.yaml
[root@master01 ~]# kubectl get pods,svc
[root@master01 ~]# kubectl exec -it dns-test sh
/ # nslookup nginx-statefulset-0.nginx.default.svc.cluster.local
/ # nslookup nginx-statefulset-1.nginx.default.svc.cluster.local
/ # nslookup nginx-statefulset-2.nginx.default.svc.cluster.local

[root@master01 ~]# kubectl exec -it nginx-statefulset-0 bash
/# curl nginx-statefulset-0.nginx
/# curl nginx-statefulset-1.nginx
/# curl nginx-statefulset-2.nginx

扩展伸缩

kubectl scale sts myapp --replicas=4  #扩容副本增加到4个

kubectl get pods -w  #动态查看扩容

kubectl get pv  #查看pv绑定

kubectl patch sts myapp -p '{"spec":{"replicas":2}}'  #打补丁方式缩容

kubectl get pods -w  #动态查看缩容

DaemonSet

每个节点都运行特定的pod副本，通常用于实现系统后台任务；无状态

特点：服务是无状态的，服务必须是守护进程

会在每个节点上都放一个监听的pod，去收集数据（创建一个pod，但是每个节点上都有一个pod）

示例

[root@master01 ~]# vim ds.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet 
metadata:
  name: nginx-daemonSet
  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@master01 ~]# kubectl apply -f ds.yaml
[root@master01 ~]# kubectl get pods

Job

只要完成就退出，不重启

Job分为普通任务（Job）和定时任务（CronJob）常用于运行那些仅需要执行一次的任务

示例

[root@master01 ~]# 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

[root@master01 ~]# docker pull perl
[root@master01 ~]# kubectl apply -f job.yaml
[root@master01 ~]# kubectl get pods
[root@master01 ~]# kubectl logs pi-flf2s

cronjob

周期性任务，像Linux的Crontab一样。周期性任务

[root@node02 ~]# vim cronjob.yaml
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

[root@node02 ~]# kubectl create -f cronjob.yaml
[root@node02 ~]# kubectl get cronjob

k8s控制器

pod控制器

pod类型

pod控制器和作用

无状态与有状态的区别

pod控制器类型

pod与控制器之间的关系

ReplicaSet

ReplicaSet三个组件

Deployment

示例

StatefulSet

statefulsetset组成部分

为什么要用headless

为什么要有volumeClainTemplate

应用场景

清单定义StatefulSet

清单定义StatefulSet

创建PV

定义PV

创建statefulset

滚动更新

总结

扩展伸缩

DaemonSet

示例

Job

示例

cronjob