K8s之Replicaset控制器详解

一、ReplicaSet 控制器介绍

官方中文参考文档：

ReplicaSet是k8s中一种资源对象，简写 rs，用于管理Pod副本数量和健康状态，在spec.replicas 字段中可以定义Pod副本数量，ReplicaSet会始终保持Pod在指定数量，当发现Pod数量大于副本数量时，会移除多出的Pod，当发现Pod小于副本数量会自动创建Pod，使其始终维护在副本数量，此外，ReplicaSet还会监控Pod的健康状态，如果某个Pod出现故障，ReplicaSet会自动替换它。

ReplicaSet特点如下：

• 自动化管理：ReplicaSet可以自动地创建、删除和更新Pod副本，以确保指定数量的Pod副本一直在运行。
• 健康检查：ReplicaSet会定期检查Pod的健康状态，并根据需要重启或替换不健康的Pod。
• 水平扩展：通过增加或减少Pod副本的数量，可以实现应用程序的水平扩展，以满足不同的负载需求。
• 选择器：ReplicaSet使用标签选择器来选择要管理的Pod副本。
• 有状态管理：ReplicaSet可以管理有状态的应用程序，例如数据库，以确保数据的一致性和可用性。
• 更新：不支持滚动更新，需要手动删除旧Pod实现更新。

ReplicaSet常用字段解释：

apiVersion: apps/v1      # RS版本
kind: ReplicaSet         # 定义RS资源类型  
metadata:                # RS元数据
  name: nginx-replicaset # RS名称
  namespace: default     # RS命名空间
  labels:                # RS标签
    app: web
    env: uat
spec: 
  replicas: 3            # 关联Pod副本数量
  selector:              
    matchLabels:         # 关联具有app=web的Pod
      app: web
  template:              # Pod模板
    metadata:            # Pod元数据
      namespace: default # Pod命名空间
      labels:            # Pod标签
        app: web
        env: uat
    spec:
      containers:        # Pod定义容器
      - name: web-nginx  # 容器名称
        image: nginx     # 容器使用镜像
        imagePullPolicy: IfNotPresent  # 容器镜像下载策略
        ports:         
        - containerPort: 80            # 容器内端口
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二、ReplicaSet案例

1、Pod副本扩缩容案例

通过修改 spec.replicas 值来进行动态扩容、缩容，使用 nginx镜像定义副本数量 3，并添加了一些必要的探测，如下：

cat replicaset.yaml 

---
apiVersion: apps/v1     
kind: ReplicaSet 
metadata:                
  name: nginx-replicaset
  namespace: default   
  labels:               
    app: web
spec: 
  replicas: 3           
  selector:              
    matchLabels:       
      app: web
  template:             
    metadata:            
      namespace: default 
      labels:            
        app: web
    spec:
      containers:       
      - name: web-nginx 
        image: nginx:1.18.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent  
        ports:         
        - containerPort: 80 
        startupProbe:
          tcpSocket:
            port: 80
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
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执行YAML文件：

kubectl apply -f replicaset.yaml 
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查看Pod、RS状态，是否创建且正常：

kubectl get rs,pod -l app=web
1

当我们删除Pod时，RS会自动为我们创建出来，RS会始终维护Pod数量为3 删除命令如下：

kubectl delete pod nginx-replicaset-7mh2r
1

动态扩容副本数量，更新副本数量为5：

重新 apply 一下 YAML文件：

kubectl apply -f replicaset.yaml 
1

验证，Pod数量：

kubectl get pod -l app=web
1

缩容也是同样操作，更改replicas数值重新apply一下即可，此处省略。

2、Pod更新版本案例

所需镜像下载地址

ReplicaSet，不支持动态更新，只能是通过删除旧Pod方式，案例演示如下：

使用 web:v1 镜像 创建ReplicaSet资源

cat replicaset.yaml 
---
apiVersion: apps/v1     
kind: ReplicaSet 
metadata:                
  name: nginx-replicaset
  namespace: default   
  labels:               
    app: web
spec: 
  replicas: 3          
  selector:              
    matchLabels:       
      app: web
  template:             
    metadata:            
      namespace: default 
      labels:            
        app: web
    spec:
      containers:       
      - name: web-nginx 
        image: web:v1     # V1 镜像
        imagePullPolicy: IfNotPresent  
        ports:         
        - containerPort: 80 
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执行文件：

kubectl apply -f replicaset.yaml
kubectl get pod -l app=web
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查看PodIP地址，并访问：

kubectl describe pod nginx-replicaset-wht6q|grep IP
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根据以上更新使用 web:v2 镜像：

编辑上面 YAML 文件 只更改镜像版本即可如下图：

执行文件：

kubectl apply -f replicaset.yaml
kubectl get pod -l app=web
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注意，此时curl Pod返回内容依旧是 旧版Pod内容，需要手动删除旧Pod资源，RS会自动创建Pod，自动创建的Pod才会使用新的镜像。

删除Pod，根据自己当前环境pod名称进行删除：

kubectl delete pod nginx-replicaset-ff5pl nginx-replicaset-rvr9k nginx-replicaset-wht6q
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删除后，RS会自动创建，查看新的Pod：

kubectl get pod -l app=web
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访问Pod：