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带你深入学习k8s--(四) 控制器（k8s核心）

article 2024/9/27 7:26:19

一、概念

1、什么是控制器

2、控制器执行流程

3、控制器类型

二、控制器的使用

1、ReplicaSet

2、Deployment

1、版本迭代

2、回滚

3、修改滚动更新策略

4、暂停与恢复

3、daemonset

4、job

5、cronjob

前言：

上一章我们说到，pod有两种，分别为自主式 Pod，Pod 退出后不会被创建；和被控制器管理的 Pod，在控制器的生命周期里，始终要维持 Pod 的副本数目。本章我们来讲解下k8s的核心控制器，在官方文档中也叫工作负载资源。

官方文档：工作负载资源 | Kuberneteshttps://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/

一、概念

1、什么是控制器

Kubernetes 中内建了很多 controller（控制器），这些相当于一个状态机，用来控制 Pod 的具体状态和行为。

2、控制器执行流程

通过yaml文件把用户期望的状态存入etcd，控制器会通过ApiServer访问etcd，时刻去listwatch，检索当前的状态，并获取应用的状态，不断比对当前状态和你期望的状态是否是一致的，如果不一致由代码自驱动完成修复。

3、控制器类型

Replication Controller和ReplicaSet(RC已经被RS取代，RS一般不会单独用，一般都是和deployment一起使用)
Deployment
DaemonSet
StatefulSet
Job
CronJob
HPA全称Horizontal Pod Autoscaler

二、控制器的使用

1、ReplicaSet

rs主要控制的是pod的副本数

案例：证明k8s的控制器在自动的维护pod的副本数

[root@k8s2 pod]# vim rs-example.yml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: replicaset-example
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:		#通过选择标签
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f rs-example.yml

[root@k8s2 pod]# kubectl get pod --show-labels

replicaset是通过标签匹配pod，我们修改其中一个pod的标签，控制器会始终维护yaml中定义的3个副本数，所以他就会新创建一个标签为myapp的pod
[root@k8s2 pod]# kubectl label pod replicaset-example-q2sq9 app=myapp --overwrite
[root@k8s2 pod]# kubectl get pod --show-labels

我们把刚在修改的pod再改回来，发现还是只有3个副本数

[root@k8s2 pod]# kubectl label pod replicaset-example-q2sq9 app=nginx --overwrite
[root@k8s2 pod]# kubectl get pod --show-labels

删除掉其中的一个pod控制器仍然会自动创建一个

replicaset自动控制副本数量，pod可以自愈

[root@k8s2 pod]# kubectl delete pod replicaset-example-q2sq9

[root@k8s2 pod]# kubectl get pod --show-labels

回收资源

[root@k8s2 pod]# kubectl delete -f rs-example.yml

2、Deployment

deployment底层还是调用rs控制器，可以用来更新，rs就相当于是其中的一个版本

比较适合部署无状态的，如web服务器

创建一个deployment控制器，我们可以发现他的yaml和RS控制器只有kind不同

[root@k8s2 pod]# vim deployment-example.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-example
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v1

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml

1、版本迭代

[root@k8s2 pod]# vim deployment-example.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-example
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v2

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml

replicaset就是deployment的一个版本，rs创建pod，deployment创建rs，v2版本就是把v1的资源回收，rebuild到v2

2、回滚

[root@k8s2 pod]# vim deployment-example.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-example
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v1

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml

默认一次更新25%，可以根据自己业务的需求做对应的更改

版本已经退回到v1随便访问一个pod

3、修改滚动更新策略

[root@k8s2 pod]# vim deployment-example.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-example
spec:
minReadySeconds: 5 #最小就绪时间（方便测试）
strategy:
rollingUpdate:           #滚动更新，采用先创建一个后回收一个，比较稳妥
maxSurge: 1           #比定义的副本数多几个
maxUnavailable: 0   #最大不可用
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: myapp:v1

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml

4、暂停与恢复

生产环境使用比较多

暂停，避免触发不必要的线上更新

[root@k8s2 pod]# kubectl rollout pause deployment deployment-example

[root@k8s2 pod]# vim deployment-example.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-example
spec:
minReadySeconds: 5
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 0
replicas: 6 #副本数增加
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: nginx #资源敏感型业务
resources:
limits:
cpu: 0.5
memory: 200Mi
requests:
cpu: 0.5
memory: 200Mi

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml

调整副本数，不受影响

但是更新镜像和修改资源并没有触发更新，因为当前处于暂停状态

[root@k8s2 pod]# kubectl rollout history deployment deployment-example

deployment.apps/deployment-example

REVISION CHANGE-CAUSE

2 <none>

3 <none>

恢复后开始触发更新
[root@k8s2 pod]# kubectl rollout resume deployment deployment-example

[root@k8s2 pod]# kubectl rollout history deployment deployment-example
deployment.apps/deployment-example
REVISION CHANGE-CAUSE
2 <none>
3 <none>
4 <none>

回收资源
[root@k8s2 pod]# kubectl delete -f deployment-example.yaml

3、daemonset

特点：一个节点只部署一个，只有一个副本，比较适合部署有守护进程的，分布式的文件系统
比较典型的就是kube-flannel中，有几个集群节点就会部署几个，每个节点部署一个，是自动的

还有一个就是在kube-system中

示例：

tolerations: #允许污点存在，如果不加集群的调度节点不会生成副本

- effect: NoSchedule

operator: Exists

[root@k8s2 pod]# vim daemonset-example.yml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonset-example
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      tolerations:	#允许污点存在，如果不加集群的调度节点不会生成副本
      - effect: NoSchedule
        operator: Exists
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f daemonset-example.yml

回收

[root@k8s2 pod]# kubectl delete -f daemonset-example.yml

补充：扩容节点，kubeadm的join时间是24小时，超过了需要重新kubeadm token create ...重新生成

4、job

主要处理一些离线任务做一次性任务，可以参考官方的例子，计算π的值

#并行job，可以做并行任务

completions: 6 # 共完成6个

parallelism: 2 #每次跑2个

[root@k8s2 pod]# vim job.yml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  completions: 6	#并行job，可以做并行任务 共完成6个，每次跑2个
  parallelism: 2
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl:5.34.0
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f job.yml

查看使用logs加上pod名

[root@k8s2 pod]# kubectl logs pi-2jrhb

回收

[root@k8s2 pod]# kubectl delete -f job.yml

5、cronjob

可以做周期任务，到指定时间创建job在由job创建容器

示例：没分钟执行一段输出

[root@k8s2 pod]# vim cronjob.yml
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "* * * * *"		#分钟 小时 日 月 周 代表每分钟
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            command:
            - /bin/sh	#运行date命令输出一段话
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure