kubernetes之Pod控制器详解
kubernetes之Pod控制器详解
文章目录
- kubernetes之Pod控制器详解
- Pod控制器介绍
- ReplicaSet(RS)
- Deployment(Deploy)
Pod控制器介绍
Pod是kubernetes的最小管理单元,在kubernetes中,按照pod的创建方式可以将其分为两类:
- 自主式pod:kubernetes直接创建出来的Pod,这种pod删除后就没有了,也不会重建
- 控制器创建的pod:kubernetes通过控制器创建的pod,这种pod删除了之后还会自动重建
什么是Pod控制器?
Pod控制器是管理pod的中间层,使用Pod控制器之后,只需要告诉Pod控制器,想要多少个什么样的Pod就可以了,它会创建出满足条件的Pod并确保每一个Pod资源处于用户期望的目标状态。如果Pod资源在运行中出现故障,它会基于指定策略重新编排Pod。
在kubernetes中,有很多类型的pod控制器,每种都有自己的适合的场景,常见的有下面这些:
- ReplicationController:比较原始的pod控制器,已经被废弃,由ReplicaSet替代
- ReplicaSet:保证副本数量一直维持在期望值,并支持pod数量扩缩容,镜像版本升级
- Deployment:通过控制ReplicaSet来控制Pod,并支持滚动升级、回退版本
- Horizontal Pod Autoscaler:可以根据集群负载自动水平调整Pod的数量,实现削峰填谷
- DaemonSet:在集群中的指定Node上运行且仅运行一个副本,一般用于守护进程类的任务
- Job:它创建出来的pod只要完成任务就立即退出,不需要重启或重建,用于执行一次性任务
- Cronjob:它创建的Pod负责周期性任务控制,不需要持续后台运行
- StatefulSet:管理有状态应用
ReplicaSet(RS)
ReplicaSet的主要作用是保证一定数量的pod正常运行,它会持续监听这些Pod的运行状态,一旦Pod发生故障,就会重启或重建。同时它还支持对pod数量的扩缩容和镜像版本的升降级。
ReplicaSet的资源清单文件:
apiVersion: apps/v1 # 版本号
kind: ReplicaSet # 类型
metadata: # 元数据name: # rs名称 namespace: # 所属命名空间 labels: #标签controller: rs
spec: # 详情描述replicas: 3 # 副本数量selector: # 选择器,通过它指定该控制器管理哪些podmatchLabels: # Labels匹配规则app: nginx-podmatchExpressions: # Expressions匹配规则- {key: app, operator: In, values: [nginx-pod]}template: # 模板,当副本数量不足时,会根据下面的模板创建pod副本metadata:labels:app: nginx-podspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- containerPort: 80
在这里面,需要新了解的配置项就是spec下面几个选项:
replicas:指定副本数量,其实就是当前rs创建出来的pod的数量,默认为1
selector:选择器,它的作用是建立pod控制器和pod之间的关联关系,采用的Label Selector机制
在pod模板上定义label,在控制器上定义选择器,就可以表明当前控制器能管理哪些pod了
template:模板,就是当前控制器创建pod所使用的模板,里面其实就是前一章学过的pod的定义
#创建ReplicaSet
[root@master ~]# vim pc-replicaset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:name: pc-replicasetnamespace: dev
spec:replicas: 3selector: matchLabels:app: nginx-podtemplate:metadata:labels:app: nginx-podspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1# 创建rs
[root@master ~]# kubectl create -f pc-replicaset.yaml
replicaset.apps/pc-replicaset created# 查看rs
# DESIRED:期望副本数量
# CURRENT:当前副本数量
# READY:已经准备好提供服务的副本数量
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get rs pc-replicaset -n dev -o wide
NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
pc-replicaset 3 3 3 52s nginx nginx:1.17.1 app=nginx-pod# 查看当前控制器创建出来的pod
# 这里发现控制器创建出来的pod的名称是在控制器名称后面拼接了-xxxxx随机码
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-replicaset-6vmvt 1/1 Running 0 74s
pc-replicaset-fmb8f 1/1 Running 0 74s
pc-replicaset-snrk2 1/1 Running 0 74s
扩缩容
# 编辑rs的副本数量,修改spec:replicas: 6即可
[root@master ~]# kubectl edit rs pc-replicaset -n dev
replicaset.apps/pc-replicaset edited# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-replicaset-6vatt 1/1 Running 0 126m
pc-replicaset-cftmd 1/1 Running 0 80s
pc-replicaset-fjlm6 1/1 Running 0 58s
pc-replicaset-bmp8f 1/1 Running 0 122m
pc-replicaset-s2whj 1/1 Running 0 74s
pc-replicaset-snkm2 1/1 Running 0 84m# 当然也可以直接使用命令实现# 使用scale命令实现扩缩容, 后面--replicas=n直接指定目标数量即可
[root@master ~]# kubectl scale rs pc-replicaset --replicas=2 -n dev
replicaset.apps/pc-replicaset scaled# 命令运行完毕,立即查看,发现已经有4个开始准备退出了
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-replicaset-6vatt 0/1 Terminating 0 126m
pc-replicaset-cftmd 0/1 Terminating 0 3m20s
pc-replicaset-fjlm6 0/1 Terminating 0 3m52s
pc-replicaset-bmp8f 1/1 Running 0 122m
pc-replicaset-s2whj 0/1 Terminating 0 3m20s
pc-replicaset-snkm2 1/1 Running 0 84m#稍等片刻,就只剩下2个了
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-replicaset-bmp8f 1/1 Running 0 122m
pc-replicaset-snkm2 1/1 Running 0 84m
Deployment(Deploy)
为了更好的解决服务编排的问题,kubernetes在V1.2版本开始,引入了Deployment控制器。值得一提的是,这种控制器并不直接管理pod,而是通过管理ReplicaSet来管理Pod,即:Deployment管理ReplicaSet,ReplicaSet管理Pod。所以Deployment比ReplicaSet功能更加强大。
Deployment主要功能有下面几个:
- 支持ReplicaSet的所有功能
- 支持发布的停止、继续
- 支持滚动升级和回滚版本
Deployment的资源清单文件:
apiVersion: apps/v1 # 版本号
kind: Deployment # 类型
metadata: # 元数据name: # rs名称 namespace: # 所属命名空间 labels: #标签controller: deploy
spec: # 详情描述replicas: 3 # 副本数量revisionHistoryLimit: 3 # 保留历史版本paused: false # 暂停部署,默认是falseprogressDeadlineSeconds: 600 # 部署超时时间(s),默认是600strategy: # 策略type: RollingUpdate # 滚动更新策略rollingUpdate: # 滚动更新maxSurge: 30% # 最大额外可以存在的副本数,可以为百分比,也可以为整数maxUnavailable: 30% # 最大不可用状态的 Pod 的最大值,可以为百分比,也可以为整数selector: # 选择器,通过它指定该控制器管理哪些podmatchLabels: # Labels匹配规则app: nginx-podmatchExpressions: # Expressions匹配规则- {key: app, operator: In, values: [nginx-pod]}template: # 模板,当副本数量不足时,会根据下面的模板创建pod副本metadata:labels:app: nginx-podspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1ports:- containerPort: 80
创建deployment
[root@master ~]#
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: pc-deploymentnamespace: dev
spec: replicas: 3selector:matchLabels:app: nginx-podtemplate:metadata:labels:app: nginx-podspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.17.1# 创建deployment
[root@master ~]# kubectl create -f pc-deployment.yaml --record=true
deployment.apps/pc-deployment created# 查看deployment# UP-TO-DATE 最新版本的pod的数量# AVAILABLE 当前可用的pod的数量
[root@master ~]# kubectl get deploy pc-deployment -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
pc-deployment 3/3 3 3 45s# 查看rs# 发现rs的名称是在原来deployment的名字后面添加了一个10位数的随机串
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
pc-deployment-5589798b78 3 3 3 43s
# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-deployment-5589798b78-e4h8n 1/1 Running 0 97s
pc-deployment-5589798b78-mmpvp 1/1 Running 0 97s
pc-deployment-5589798b78-adcd8 1/1 Running 0 97s
扩缩容
# 变更副本数量为5个
[root@master ~]# kubectl scale deploy pc-deployment --replicas=5 -n dev
deployment.apps/pc-deployment scaled# 查看deployment
[root@master ~]# kubectl get deploy pc-deployment -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
pc-deployment 5/5 5 5 2m25s# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-deployment-7786798b78-d2c8n 1/1 Running 0 3m29s
pc-deployment-7786798b78-jxmdq 1/1 Running 0 84s
pc-deployment-7786798b78-mktqv 1/1 Running 0 73s
pc-deployment-7786798b78-smpvp 1/1 Running 0 3m29s
pc-deployment-7786798b78-wvjd8 1/1 Running 0 3m29s# 编辑deployment的副本数量,修改spec:replicas: 4即可
[root@master ~]# kubectl edit deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment edited# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-deployment-7786798b78-d2c8n 1/1 Running 0 3m29s
pc-deployment-7786798b78-jxmdq 1/1 Running 0 2m38s
pc-deployment-7786798b78-smpvp 1/1 Running 0 3m29s
pc-deployment-7786798b78-wvjd8 1/1 Running 0 3m29s
镜像更新
deployment支持两种更新策略:重建更新和滚动更新,可以通过strategy指定策略类型,支持两个属性:
strategy:指定新的Pod替换旧的Pod的策略, 支持两个属性:
type:指定策略类型,支持两种策略
Recreate:在创建出新的Pod之前会先杀掉所有已存在的Pod
RollingUpdate:滚动更新,就是杀死一部分,就启动一部分,在更新过程中,存在两个版本Pod
rollingUpdate:当type为RollingUpdate时生效,用于为RollingUpdate设置参数,支持两个属性:
maxUnavailable:用来指定在升级过程中不可用Pod的最大数量,默认为25%。
maxSurge: 用来指定在升级过程中可以超过期望的Pod的最大数量,默认为25%。
滚动更新
版本回退
deployment支持版本升级过程中的暂停、继续功能以及版本回退等诸多功能,下面具体来看.
kubectl rollout: 版本升级相关功能,支持下面的选项:
- status 显示当前升级状态
- history 显示 升级历史记录
- pause 暂停版本升级过程
- resume 继续已经暂停的版本升级过程
- restart 重启版本升级过程
- undo 回滚到上一级版本(可以使用–to-revision回滚到指定版本)
金丝雀发布
Deployment控制器支持控制更新过程中的控制,如“暂停(pause)”或“继续(resume)”更新操作。
比如有一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程,此时,仅存在一部分新版本的应用,主体部分还是旧的版本。然后,再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用,继续观察能否稳定地按期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新,否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布。
# 更新deployment的版本,并配置暂停deployment
[root@master ~]# kubectl set image deploy pc-deployment nginx=nginx:1.17.4 -n dev && kubectl rollout pause deployment pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment image updated
deployment.apps/pc-deployment paused#观察更新状态
[root@master ~]# kubectl rollout status deploy pc-deployment -n dev
Waiting for deployment "pc-deployment" rollout to finish: 2 out of 4 new replicas have been updated...# 监控更新的过程,可以看到已经新增了一个资源,但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源,就是因为使用了pause暂停命令
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES
pc-deployment-abd9bdfbf9 3 3 3 2m45s nginx nginx:1.17.1
pc-deployment-jgfd469f8b 0 0 0 1m40s nginx nginx:1.17.2
pc-deployment-2jgf56fcfb 2 2 2 2m20s nginx nginx:1.17.4
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-deployment-abd9bdfbf9-rj8sq 1/1 Running 0 7m33s
pc-deployment-abd9bdfbf9-ttwgg 1/1 Running 0 7m35s
pc-deployment-abd9bdfbf9-v4wvc 1/1 Running 0 7m34s
pc-deployment-2jgf56fcfb-996rt 1/1 Running 0 3m31s
pc-deployment-2jgf56fcfb-j2gtj 1/1 Running 0 3m31s# 确保更新的pod没问题了,继续更新
[root@master ~]# kubectl rollout resume deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment resumed# 查看最后的更新情况
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES
pc-deployment-abd9bdfbf9 0 0 0 20m nginx nginx:1.17.1
pc-deployment-jgfd469f8b 0 0 0 22m nginx nginx:1.17.2
pc-deployment-2jgf56fcfb 4 4 4 21m nginx nginx:1.17.4 [root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pc-deployment-2jgf56fcfb-7bfwh 1/1 Running 0 7m10s
pc-deployment-2jgf56fcfb-996rt 1/1 Running 0 7m25s
pc-deployment-2jgf56fcfb-j2gtj 1/1 Running 0 7m37s
pc-deployment-2jgf56fcfb-rf84v 1/1 Running 0 7m22s
删除Deployment
# 删除deployment,其下的rs和pod也将被删除
[root@master ~]# kubectl delete -f pc-deployment.yaml
deployment.apps "pc-deployment" deleted
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