k8s通信方式（k8s控制器类型及演示）

一、Pod控制器

Pod 的分类

1.自主式 Pod

Pod 退出后不会被创建

2.控制器管理的 Pod

在控制器的生命周期里，始终要维持 Pod 的副本数目

3.控制器类型

Replication Controller和ReplicaSet Deployment DaemonSet StatefulSet Job CronJob HPA全称Horizontal Pod Autoscaler Replication Controller和ReplicaSet ReplicaSet (RS)是下一代的 Replication Controller(RC)，官方推荐使用ReplicaSet。

ReplicaSet 和 Replication Controller 的唯一区别是选择器的支持，ReplicaSet 支持新的基于集合的选择器需求。

ReplicaSet 确保任何时间都有指定数量的 Pod 副本在运行。

虽然 ReplicaSets 可以独立使用，但今天它主要被Deployments 用作协调 Pod 创建、删除和更新的机制。

1>Deployment

Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供了一个申明式的定义方法。

.典型的应用场景：

用来创建Pod和ReplicaSet 滚动更新和回滚 扩容和缩容 暂停与恢复

2>DaemonSet

DaemonSet 确保全部（或者某些）节点上运行一个 Pod 的副本。当有节点加入集群时， 也会为他们新增一个 Pod 。当有节点从集群移除时，这些 Pod 也会被回收。删除 DaemonSet 将会删除它创建的所有 Pod。

DaemonSet 的典型用法：

在每个节点上运行集群存储 DaemonSet，例如 glusterd、ceph。 在每个节点上运行日志收集 DaemonSet，例如 fluentd、logstash。 在每个节点上运行监控 DaemonSet，例如 Prometheus Node Exporter、zabbix agent等 一个简单的用法是在所有的节点上都启动一个 DaemonSet，将被作为每种类型的 daemon 使用。

一个稍微复杂的用法是单独对每种 daemon 类型使用多个 DaemonSet，但具有不同的标志， 并且对不同硬件类型具有不同的内存、CPU 要求。

3>StatefulSet

StatefulSet 是用来管理有状态应用的工作负载 API 对象。实例之间有不对等关系，以及实例对外部数据有依赖关系的应用，称为“有状态应用”

StatefulSet 用来管理 Deployment 和扩展一组 Pod，并且能为这些 Pod 提供序号和唯一性保证。

StatefulSets 对于需要满足以下一个或多个需求的应用程序很有价值：

稳定的、唯一的网络标识符。 稳定的、持久的存储。 有序的、优雅的部署和缩放。 有序的、自动的滚动更新。 Job 执行批处理任务，仅执行一次任务，保证任务的一个或多个Pod成功结束。

4>CronJob

Cron Job 创建基于时间调度的 Jobs。

一个 CronJob 对象就像 crontab (cron table) 文件中的一行，它用 Cron 格式进行编写，并周期性地在给定的调度时间执行 Job。

HPA 根据资源利用率自动调整service中Pod数量，实现Pod水平自动缩放。

二、Pod控制器使用示例

ReplicaSet举例

1.编辑以下yaml文件：

[root@server1 ~]# vim rs.yaml [root@server1 ~]# cat rs.yaml apiVersion: apps/v1 kind: ReplicaSet metadata: name: replicaset-example spec: replicas: 2 #启动pod的副本数 selector: #定义选择器为标签选择器。 matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx #定义容器的标签 spec: #定义容器 containers: - name: nginx image: nginx

2.运行

以上使用的控制器的RS，RS控制器通过pod的标签（matchLabels）来控制pod的数量，使用apply命令可以实现创建，更新pod，而create命令创建后若需要更新只能删除之后再创建，因此建议使用apply：

[root@server1 ~]# kubectl apply -f rs.yaml replicaset.apps/replicaset-example created [root@server1 ~]# kubectl apply -f rs.yaml replicaset.apps/replicaset-example unchanged

3.查看状态：

查看状态：

[root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 34s replicaset-example-s5jps 1/1 Running 0 34s [root@server1 ~]# kubectl get rs #获取rs的信息 NAME DESIRED CURRENT READY AGE replicaset-example 2 2 2 36s [root@server1 ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 38s 10.244.1.14 server2 <none> <none> replicaset-example-s5jps 1/1 Running 0 38s 10.244.2.21 server3 <none> <none>

可以看出一切正常，接下来进行pod的拉伸与压缩：

4.拉伸副本数：

[root@server1 ~]# vim rs.yaml [root@server1 ~]# cat rs.yaml apiVersion: apps/v1 kind: ReplicaSet metadata: name: replicaset-example spec: replicas: 4 #拉伸为4个 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx [root@server1 ~]# kubectl apply -f rs.yaml replicaset.apps/replicaset-example configured

5.查看pod数：

[root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 97s replicaset-example-s5jps 1/1 Running 0 97s replicaset-example-wzclz 1/1 Running 0 21s replicaset-example-zk4mb 1/1 Running 0 21s

已经被拉伸成了4个。

6.缩减：

[root@server1 ~]# vim rs.yaml [root@server1 ~]# cat rs.yaml apiVersion: apps/v1 kind: ReplicaSet metadata: name: replicaset-example spec: replicas: 2 #缩减为2个 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx [root@server1 ~]# kubectl apply -f rs.yaml replicaset.apps/replicaset-example configured [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 2m6s replicaset-example-s5jps 1/1 Running 0 2m6s

可以看出删除的是刚刚创建的那两个pod。

7.更改一个pod 的标签：

[root@server1 ~]# kubectl label pod replicaset-example-s5jps app=myapp --overwrite #将标签强制更改为myapp pod/replicaset-example-s5jps labeled [root@server1 ~]# kubectl get pod --show-labels NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 3m56s app=nginx replicaset-example-s5jps 1/1 Running 0 3m56s app=myapp replicaset-example-w98nk 1/1 Running 0 26s app=nginx

可以看出现在有3个pod，两个标签为nginx一个为myapp，RS控制器的工作原理就是维持标签为nginx的pod个数有2个，因此当我们更改一个pod的标签后，RS又会给我们创建一个标签为nginx的pod，而当我们将标签为myapp的pod删除后RS控制器不会有操作：

[root@server1 ~]# kubectl delete pod replicaset-example-s5jps pod "replicaset-example-s5jps" deleted [root@server1 ~]# kubectl get pod --show-labels NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 5m8s app=nginx replicaset-example-w98nk 1/1 Running 0 98s app=nginx

8.再更改验证：

[root@server1 ~]# kubectl label pod replicaset-example-p6sv6 app=myapp --overwrite #首先保证3个pod pod/replicaset-example-p6sv6 labeled [root@server1 ~]# kubectl get pod --show-labels NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 6m4s app=myapp replicaset-example-w98nk 1/1 Running 0 2m34s app=nginx replicaset-example-x2lq9 1/1 Running 0 26s app=nginx [root@server1 ~]# kubectl label pod replicaset-example-p6sv6 app=nginx --overwrite pod/replicaset-example-p6sv6 labeled [root@server1 ~]# kubectl get pod --show-labels NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 6m23s app=nginx replicaset-example-w98nk 1/1 Running 0 2m53s app=nginx replicaset-example-x2lq9 0/1 Terminating 0 45s app=nginx [root@server1 ~]# kubectl get pod --show-labels NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS replicaset-example-p6sv6 1/1 Running 0 6m25s app=nginx replicaset-example-w98nk 1/1 Running 0 2m55s app=nginx

以上实验可以看出，当集群里有3个标签是nginx的pod的时候，RS控制器又会帮我们将最后创建的pod删除。

实验后删除：

[root@server1 ~]# kubectl delete -f rs.yaml replicaset.apps "replicaset-example" deleted

Deployment控制器示例

1.编辑yaml文件：

Deployment控制器示例 编辑yaml文件：

[root@server1 ~]# vim deployment.yaml [root@server1 ~]# cat deployment.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: deployment-nginx labels: app: nginx spec: replicas: 2 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - containerPort: 80

2.创建pod：

[root@server1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml deployment.apps/deployment-nginx created [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE deployment-nginx-56d786cd98-kx5pw 1/1 Running 0 23s deployment-nginx-56d786cd98-qgcjl 1/1 Running 0 23s [root@server1 ~]# kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE deployment-nginx-56d786cd98 2 2 2 28s [root@server1 ~]# kubectl get deployments.apps #查看deployments NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE deployment-nginx 2/2 2 2 32s

以上运行结果可以看出deployments底层也是由RS实现的，接下来

3.进行拉伸：

[root@server1 ~]# vim deployment.yaml [root@server1 ~]# cat deployment.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: deployment-nginx labels: app: nginx spec: replicas: 4 #拉伸为4个 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - containerPort: 80 [root@server1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml deployment.apps/deployment-nginx configured [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE deployment-nginx-56d786cd98-942dh 1/1 Running 0 26s deployment-nginx-56d786cd98-kx5pw 1/1 Running 0 108s deployment-nginx-56d786cd98-qgcjl 1/1 Running 0 108s deployment-nginx-56d786cd98-zb8s8 1/1 Running 0 26s

可以看出已经拉伸为4个。接下来进行

4.滚动更新：

[root@server1 ~]# vim deployment.yaml [root@server1 ~]# cat deployment.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: deployment-nginx labels: app: nginx spec: replicas: 4 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: ikubernetes/myapp:v2 #更新到v2 ports: - containerPort: 80 [root@server1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml deployment.apps/deployment-nginx configured [root@server1 ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES deployment-nginx-868855d887-2zh45 1/1 Running 0 2m39s 10.244.2.26 server3 <none> <none> deployment-nginx-868855d887-87m22 1/1 Running 0 2m34s 10.244.1.20 server2 <none> <none> deployment-nginx-868855d887-hb6mv 1/1 Running 0 2m39s 10.244.1.19 server2 <none> <none> deployment-nginx-868855d887-v8ndt 1/1 Running 0 2m33s 10.244.2.27 server3 <none> <none> [root@server1 ~]# curl 10.244.2.26 Hello MyApp | Version: v2 | Pod Name

可以看出更新时控制器新建一个rs，然后再新建4个pod，原来的rs依然存在，为了方便我们

5.进行回滚：

[root@server1 ~]# vim deployment.yaml [root@server1 ~]# cat deployment.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: deployment-nginx labels: app: nginx spec: replicas: 4 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - containerPort: 80 [root@server1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml deployment.apps/deployment-nginx configured [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE deployment-nginx-56d786cd98-78m7z 0/1 ContainerCreating 0 4s deployment-nginx-56d786cd98-8hnns 1/1 Running 0 9s deployment-nginx-56d786cd98-lcvzw 1/1 Running 0 9s deployment-nginx-56d786cd98-xkjhq 0/1 ContainerCreating 0 3s deployment-nginx-868855d887-2zh45 1/1 Running 0 3m22s deployment-nginx-868855d887-hb6mv 1/1 Terminating 0 3m22s deployment-nginx-868855d887-v8ndt 1/1 Terminating 0 3m16s [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE deployment-nginx-56d786cd98-78m7z 1/1 Running 0 26s deployment-nginx-56d786cd98-8hnns 1/1 Running 0 31s deployment-nginx-56d786cd98-lcvzw 1/1 Running 0 31s deployment-nginx-56d786cd98-xkjhq 1/1 Running 0 25s

可以看出原来v1版本的rs被重新启用，在原来的rs下面新建4个pod。当然我们也可以使用kubectl delete rs --all命令删除不用的rs（注意：正在使用的rs不会删除）：

[root@server1 ~]# kubectl delete rs --all replicaset.apps "deployment-nginx-56d786cd98" deleted replicaset.apps "deployment-nginx-868855d887" deleted [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE deployment-nginx-56d786cd98-6r589 1/1 Running 0 21s deployment-nginx-56d786cd98-hvz24 1/1 Running 0 21s deployment-nginx-56d786cd98-k62lj 1/1 Running 0 21s deployment-nginx-56d786cd98-ss97z 1/1 Running 0 21s [root@server1 ~]# kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE deployment-nginx-56d786cd98 4 4 4 24s #正在使用的RS不会删除

实验后删除：

[root@server1 ~]# kubectl delete -f deployment.yaml deployment.apps "deployment-nginx" deleted

DaemonSet举例

1.编辑yaml

DaemonSet控制器保证每个节点上都运行一个pod：

[root@server1 ~]# vim daemonset.yaml [root@server1 ~]# cat daemonset.yaml apiVersion: apps/v1 kind: DaemonSet metadata: name: daemonset-example labels: app: zabbix-agent spec: selector: matchLabels: name: zabbix-agent template: metadata: labels: name: zabbix-agent spec: containers: - name: zabbix-agent image: zabbix/zabbix-agent

2.创建pod：

[root@server1 ~]# kubectl apply -f daemonset.yaml daemonset.apps/daemonset-example created [root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE daemonset-example-ctbgh 1/1 Running 0 6m5s daemonset-example-mdqzk 1/1 Running 0 6m5s [root@server1 ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES daemonset-example-ctbgh 1/1 Running 0 7m16s 10.244.2.32 server3 <none> <none> daemonset-example-mdqzk 1/1 Running 0 7m16s 10.244.1.25 server2 <none> <none>

可以看出我们的每个节点（server3和server2）上都运行了一个pod

3.删除一个pod：

[root@server1 ~]# kubectl delete pod daemonset-example-ctbgh pod "daemonset-example-ctbgh" deleted [root@server1 ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES daemonset-example-998ck 0/1 ContainerCreating 0 8s <none> server3 <none> <none> daemonset-example-mdqzk 1/1 Running 0 8m22s 10.244.1.25 server2 <none> <none> [root@server1 ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES daemonset-example-998ck 1/1 Running 0 24s 10.244.2.33 server3 <none> <none> daemonset-example-mdqzk 1/1 Running 0 8m38s 10.244.1.25 server2 <none> <none>

可以看出删除后DaemonSet控制器又会帮我们创建pod，以保证每个节点运行一个pod。

实验后删除：

[root@server1 ~]# kubectl delete -f daemonset.yaml daemonset.apps "daemonset-example" deleted

Job控制器举例

1.编辑yaml

Job控制器只运行一次

[root@server1 ~]# vim job.yaml [root@server1 ~]# cat job.yaml apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: pi spec: template: spec: containers: - name: pi image: perl #利用perl计算圆周率 command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"] restartPolicy: Never backoffLimit: 4 #容器启动失败重启4次之后不再重启。

2.创建

kubectl apply -f job.yaml

由于Job只运行一次，因此运行完后状态为Completed，我们可以查看日志获取结果：

可以看出计算成功。

实验后删除：

[root@server1 ~]# kubectl delete -f job.yaml job.batch "pi" deleted CronJob控制器举例 CronJob控制器用于定时执行任务： [root@server1 ~]# vim cronjob.yaml [root@server1 ~]# cat cronjob.yaml apiVersion: batch/v1beta1 kind: CronJob metadata: name: cronjob-example spec: schedule: "* * * * " jobTemplate: spec: template: spec: containers: - name: cronjob image: busybox args: - /bin/sh - -c - date; echo Hello from k8s cluster #输出信息 restartPolicy: OnFailure

Crontab

其中schedule字段与crontab里面的写法相同，" * * "表示每分钟执行任务。

1.创建pod：

[root@server1 ~]# kubectl apply -f cronjob.yaml cronjob.batch/cronjob-example created root@server1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE cronjob-example-1587387120-ngt6n 0/1 ContainerCreating 0 16s [root@server1 ~]# kubectl get pod #等待一分钟 NAME READY STATUS RESTARTS AGE cronjob-example-1587387120-ngt6n 0/1 Completed 0 60s cronjob-example-1587387180-hbwzb 0/1 ContainerCreating 0 9s

可以看出每分钟运行一个pod，查看日志获取输出信息：

[root@server1 ~]# kubectl logs cronjob-example-1587387120-ngt6n Mon Apr 20 12:52:30 UTC 2020 Hello from k8s cluster [root@server1 ~]# kubectl logs cronjob-example-1587387180-hbwzb Mon Apr 20 12:53:35 UTC 2020 Hello from k8s cluster

可以看出输出也是每分钟输出一次，也可以使用以下命令查看cronjob的信息：

[root@server1 ~]# kubectl get cronjobs NAME SCHEDULE SUSPEND ACTIVE LAST SCHEDULE AGE cronjob-example * * * * * False 1 16s 3m10s [root@server1 ~]# kubectl get job -w #查看job信息并且持续输出 NAME COMPLETIONS DURATION AGE cronjob-example-1587387120 1/1 20s 2m23s cronjob-example-1587387180 1/1 35s 92s cronjob-example-1587387240 1/1 20s 32s

实验后删除

[root@server1 ~]# kubectl delete -f cronjob.yaml cronjob.batch "cronjob-example" deleted

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