• 【k8s】pod控制器

    一、pod控制器及其功用

    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删除之后还会自动重建。
     

    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。

    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：

    pod控制器功能
    Replication Controller (RC)比较原始的Pod控制器，以及被废弃，由ReplicaSet替代
    ReplicaSet (RS)①保证副本数量一致维持在期望值
    ②支持Pod数量扩缩容
    ③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，实现消峰填谷
    DaemonSet在集群中的指定Node上运行且运行一个副本，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，用于执行一次任务
    Cronjob它创建的Pod服务周期性任务控制，不需要持续后台运行
    StatefulSet管理有状态应用

    二、pod控制器有多种类型

    1、ReplicaSet

    ReplicaSet: 代用户创建指定数量的pod副本，确保pod副本数量符合预期状态，并且支持滚动式自动扩容和缩容功能。
    ReplicaSet主要三个组件组成：
    （1）用户期望的pod副本数量
    （2）标签选择器，判断哪个pod归自己管理
    （3）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。

    2、Deployment

    Deployment：工作在ReplicaSet之上，用于管理无状态应用，目前来说最好的控制器。支持滚动更新和回滚功能，还提供声明式配置。
    ReplicaSet 与Deployment 这两个资源对象逐步替换之前RC的作用。

    3、DaemonSet

    DaemonSet：用于确保集群中的每一个节点只运行特定的pod副本，通常用于实现系统级后台任务。比如ELK服务
    特性：服务是无状态的
    服务必须是守护进程

    4、StatefulSet

    StatefulSet：管理有状态应用

    5、Job

    Job：只要完成就立即退出，不需要重启或重建

    6、Cronjob

    Cronjob:周期性任务控制，不需要持续后台运行

    三、Pod与控制器之间的关系

    controllers：在集群上管理和运行容器的 pod 对象， pod 通过 label-selector 相关联。
    Pod 通过控制器实现应用的运维，如伸缩，升级等。
     

    1、Deployment

    部署无状态应用
    管理Pod和ReplicaSet
    具有上线部署、副本设定、滚动升级、回滚等功能
    提供声明式更新，例如只更新一个新的image
    应用场景：web服务
    总结：Deployment是部署无状态应用的，管理Replicaset(RS)和pod创建pod，维护pod副本数与期望状态系统。创建和删除pod时是并行执行的，升级时是先创建一部分再删除一部分。

    //示例：

    1. apiVersion: apps/v1   #版本号
    2. kind: ReplicaSet      #类型
    3. metadata:             #元数据
    4.   name:               #资源名称
    5.   namespace:          #所属命名空间
    6.   labels:             #标签
    7.     controller: rs    
    8. spec:                 #其它属性
    9.   replicas: 3         #副本数量
    10.   selector:           #标签选择器
    11.     matchLabels:      #Labels匹配规则
    12.       app: nginx-pod
    13.     matchExpressions: #Expressions匹配规则
    14.       - {key: app,operator: In,values: [nginx-pod]}
    15.   template:           #模板，当副本数量不足时，会根据下面的模板创建pod副本
    16.     metadata:
    17.       labels:
    18.         app: nginx-pod
    19.     spec:
    20.       containers:
    21.       - name: nginx
    22.         image: nginx:1.17.1
    23.         ports:
    24.         - containerPort: 80
    25.         
    26. --------------------------------------------------------------
    27. #上述新了解配置解释
    28.  
    29. replicas: 指定副本数量，其实就是当前rs创建出来的Pod数量，默认为1
    30. 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，就可以表明控制器能管理哪些Pod了。
    31. template: 模板，就是的当前控制器创建Pod所使用的模板。

    kubectl create -f nginx-deployment.yaml

    kubectl get pods,deploy,rs

    //查看控制器配置

    1. kubectl edit deployment/nginx-deployment
    2. apiVersion: apps/v1
    3. kind: Deployment
    4. metadata:
    5.   annotations:
    6.     deployment.kubernetes.io/revision: "1"
    7.   creationTimestamp: "2021-04-19T08:13:50Z"
    8.   generation: 1
    9.   labels:
    10.     app: nginx					#Deployment资源的标签
    11.   name: nginx-deployment
    12.   namespace: default
    13.   resourceVersion: "167208"
    14.   selfLink: /apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/deployments/nginx-deployment
    15.   uid: d9d3fef9-20d2-4196-95fb-0e21e65af24a
    16. spec:
    17.   progressDeadlineSeconds: 600
    18.   replicas: 3					#期望的pod数量，默认是1
    19.   revisionHistoryLimit: 10
    20.   selector:
    21.     matchLabels:
    22.       app: nginx
    23.   strategy:
    24.     rollingUpdate:
    25.       maxSurge: 25%				#升级过程中会先启动的新Pod的数量不超过期望的Pod数量的25%，也可以是一个绝对值
    26.       maxUnavailable: 25%		#升级过程中在新的Pod启动好后销毁的旧Pod的数量不超过期望的Pod数量的25%，也可以是一个绝对值
    27.     type: RollingUpdate			#滚动升级
    28.   template:
    29.     metadata:
    30.       creationTimestamp: null
    31.       labels:
    32.         app: nginx				#Pod副本关联的标签
    33.     spec:
    34.       containers:
    35.       - image: nginx:1.15.4				#镜像名称
    36.         imagePullPolicy: IfNotPresent	#镜像拉取策略
    37.         name: nginx
    38.         ports:
    39.         - containerPort: 80				#容器暴露的监听端口
    40.           protocol: TCP
    41.         resources: {}
    42.         terminationMessagePath: /dev/termination-log
    43.         terminationMessagePolicy: File
    44.       dnsPolicy: ClusterFirst
    45.       restartPolicy: Always				#容器重启策略
    46.       schedulerName: default-scheduler
    47.       securityContext: {}
    48.       terminationGracePeriodSeconds: 30
    49. ......

    //查看历史版本

    kubectl rollout history deployment/nginx-deployment
    deployment.apps/nginx-deployment
    REVISION  CHANGE-CAUSE
    1        

    2、StatefulSet

    部署有状态应用
    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）

    总结：StatefulSet是用于部署有状态的应用的，每个pod唯一且不变的，每个pod拥有自己专属的持久化存储(pv和pvc)，在k8s集群内可以通过，还可以通过(pod-name).(service-name).(namespace-name).svc.claster.local解析出pod的ip(基于headless service和CoreDNS)

    创建和删除pod是有顺序的(串行执行的)

    升级时也是串行的，会删除旧的pod，再创建新的pod，删除和升级是逆序执行的(先从标识序号最大的n-1开始，一直到最小的[0]),创建时是升序执行的(标识序号从0到n-1)

    常见的应用场景：数据库
    https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/

    //实例：

    1. apiVersion: v1
    2. kind: Service
    3. metadata:
    4.   name: nginx
    5.   labels:
    6.     app: nginx
    7. spec:
    8.   ports:
    9.   - port: 80
    10.     name: web
    11.   clusterIP: None
    12.   selector:
    13.     app: nginx
    14. ---
    15. apiVersion: apps/v1
    16. kind: StatefulSet
    17. metadata:
    18.   name: web
    19. spec:
    20.   selector:
    21.     matchLabels:
    22.       app: nginx # has to match .spec.template.metadata.labels
    23.   serviceName: "nginx"
    24.   replicas: 3 # by default is 1
    25.   template:
    26.     metadata:
    27.       labels:
    28.         app: nginx # has to match .spec.selector.matchLabels
    29.     spec:
    30.       terminationGracePeriodSeconds: 10
    31.       containers:
    32.       - name: nginx
    33.         image: k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8
    34.         ports:
    35.         - containerPort: 80
    36.           name: web
    37.         volumeMounts:
    38.         - name: www
    39.           mountPath: /usr/share/nginx/html
    40.   volumeClaimTemplates:
    41.   - metadata:
    42.       name: www
    43.     spec:
    44.       accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
    45.       storageClassName: "my-storage-class"
    46.       resources:
    47.         requests:
    48.           storage: 1Gi

    从上面的应用场景可以发现，StatefulSet由以下几个部分组成：
    ●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。

    为什么要有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。

    服务发现：就是应用服务之间相互定位的过程。
    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

    K8S里服务发现的方式---DNS，使K8S集群能够自动关联Service资源的“名称”和“CLUSTER-IP”，从而达到服务被集群自动发现的目的。

    实现K8S里DNS功能的插件：
    ●skyDNS：Kubernetes 1.3之前的版本
    ●kubeDNS：Kubernetes 1.3至Kubernetes 1.11
    ●CoreDNS：Kubernetes 1.11开始至今

    //安装CoreDNS，仅二进制部署环境需要安装CoreDNS

    方法一：
    下载链接：https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/cluster/addons/dns/coredns/coredns.yaml.base

    vim transforms2sed.sed
    s/__DNS__SERVER__/10.0.0.2/g
    s/__DNS__DOMAIN__/cluster.local/g
    s/__DNS__MEMORY__LIMIT__/170Mi/g
    s/__MACHINE_GENERATED_WARNING__/Warning: This is a file generated from the base underscore template file: coredns.yaml.base/g

    sed -f transforms2sed.sed coredns.yaml.base > coredns.yaml

    方法二：上传 coredns.yaml 文件
     

    1. kubectl create -f coredns.yaml
    2.  
    3. kubectl get pods -n kube-system
    4.  
    5.  
    6. vim nginx-service.yaml
    7. apiVersion: v1  
    8. kind: Service  
    9. metadata:
    10.   name: nginx-service
    11.   labels:
    12.     app: nginx  
    13. spec:
    14.   type: NodePort  
    15.   ports:
    16.   - port: 80
    17.     targetPort: 80  
    18.   selector:
    19.     app: nginx
    20.  
    21. kubectl create -f nginx-service.yaml
    22.  
    23. kubectl get svc
    24. NAME            TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
    25. kubernetes      ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        5d19h
    26. nginx-service   NodePort    10.96.173.115   <none>        80:31756/TCP   10s
    27.  
    28.  
    29. vim pod6.yaml 
    30. apiVersion: v1
    31. kind: Pod
    32. metadata:
    33.   name: dns-test
    34. spec:
    35.   containers:
    36.   - name: busybox
    37.     image: busybox:1.28.4
    38.     args:
    39.     - /bin/sh
    40.     - -c
    41.     - sleep 36000
    42.   restartPolicy: Never
    43.   
    44. kubectl create -f pod6.yaml 
    45.  
    46. //解析kubernetes和nginx-service名称
    47. kubectl exec -it dns-test sh
    48. / # nslookup kubernetes
    49. Server:    10.96.0.10
    50. Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
    51.  
    52. Name:      kubernetes
    53. Address 1: 10.96.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local
    54. / # nslookup nginx-service
    55. Server:    10.96.0.10
    56. Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
    57.  
    58. Name:      nginx-service
    59. Address 1: 10.96.173.115 nginx-service.default.svc.cluster.local
    60.  
    61.  
    62.  
    63. //查看statefulset的定义
    64. kubectl explain statefulset
    65. KIND:     StatefulSet
    66. VERSION:  apps/v1
    67.  
    68. DESCRIPTION:
    69.      StatefulSet represents a set of pods with consistent identities. Identities
    70.      are defined as: - Network: A single stable DNS and hostname. - Storage: As
    71.      many VolumeClaims as requested. The StatefulSet guarantees that a given
    72.      network identity will always map to the same storage identity.
    73.  
    74. FIELDS:
    75.    apiVersion	<string>
    76.    kind	<string>
    77.    metadata	<Object>
    78.    spec	<Object>
    79.    status	<Object>
    80.  
    81. kubectl explain statefulset.spec
    82. KIND:     StatefulSet
    83. VERSION:  apps/v1
    84.  
    85. RESOURCE: spec <Object>
    86.  
    87. DESCRIPTION:
    88.      Spec defines the desired identities of pods in this set.
    89.  
    90.      A StatefulSetSpec is the specification of a StatefulSet.
    91.  
    92. FIELDS:
    93.    podManagementPolicy	<string>  #Pod管理策略
    94.    replicas	<integer>    #副本数量
    95.    revisionHistoryLimit	<integer>   #历史版本限制
    96.    selector	<Object> -required-    #选择器，必选项
    97.    serviceName	<string> -required-  #服务名称，必选项
    98.    template	<Object> -required-    #模板，必选项
    99.    updateStrategy	<Object>       #更新策略
    100.    volumeClaimTemplates	<[]Object>   #存储卷申请模板，必选项

    //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：
     

    1. vim stateful-demo.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Service
    4. metadata:
    5.   name: myapp-svc
    6.   labels:
    7.     app: myapp-svc
    8. spec:
    9.   ports:
    10.   - port: 80
    11.     name: web
    12.   clusterIP: None
    13.   selector:
    14.     app: myapp-pod
    15. ---
    16. apiVersion: apps/v1
    17. kind: StatefulSet
    18. metadata:
    19.   name: myapp
    20. spec:
    21.   serviceName: myapp-svc
    22.   replicas: 3
    23.   selector:
    24.     matchLabels:
    25.       app: myapp-pod
    26.   template:
    27.     metadata:
    28.       labels:
    29.         app: myapp-pod
    30.     spec:
    31.       containers:
    32.       - name: myapp
    33.         image: ikubernetes/myapp:v1
    34.         ports:
    35.         - containerPort: 80
    36.           name: web
    37.         volumeMounts:
    38.         - name: myappdata
    39.           mountPath: /usr/share/nginx/html
    40.   volumeClaimTemplates:
    41.   - metadata:
    42.       name: myappdata
    43. 	  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
    44.         volume.beta.kubernetes.io/storage-class: nfs-client-storageclass
    45.     spec:
    46.       accessModes: ["ReadWriteOnce"]
    47.       resources:
    48.         requests:
    49.           storage: 2Gi

    解析上例：由于 StatefulSet 资源依赖于一个实现存在的 Headless 类型的 Service 资源，所以需要先定义一个名为 myapp-svc 的 Headless Service 资源，用于为关联到每个 Pod 资源创建 DNS 资源记录。

    接着定义了一个名为 myapp 的 StatefulSet 资源，它通过 Pod 模板创建了 3 个 Pod 资源副本，并基于 volumeClaimTemplates 向前面创建的PV进行了请求大小为 2Gi 的专用存储卷。

    //创建pv
    //stor01节点
    mkdir -p /data/volumes/v{1,2,3,4,5}

    vim /etc/exports
    /data/volumes/v1 192.168.80.0/24(rw,no_root_squash)
    /data/volumes/v2 192.168.80.0/24(rw,no_root_squash)
    /data/volumes/v3 192.168.80.0/24(rw,no_root_squash)
    /data/volumes/v4 192.168.80.0/24(rw,no_root_squash)
    /data/volumes/v5 192.168.80.0/24(rw,no_root_squash)


    systemctl restart rpcbind
    systemctl restart nfs

    exportfs -arv

    showmount -e

    //定义PV

    1. vim pv-demo.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: PersistentVolume
    4. metadata:
    5.   name: pv001
    6.   labels:
    7.     name: pv001
    8. spec:
    9.   nfs:
    10.     path: /data/volumes/v1
    11.     server: stor01
    12.   accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
    13.   capacity:
    14.     storage: 1Gi
    15. ---
    16. apiVersion: v1
    17. kind: PersistentVolume
    18. metadata:
    19.   name: pv002
    20.   labels:
    21.     name: pv002
    22. spec:
    23.   nfs:
    24.     path: /data/volumes/v2
    25.     server: stor01
    26.   accessModes: ["ReadWriteOnce"]
    27.   capacity:
    28.     storage: 2Gi
    29. ---
    30. apiVersion: v1
    31. kind: PersistentVolume
    32. metadata:
    33.   name: pv003
    34.   labels:
    35.     name: pv003
    36. spec:
    37.   nfs:
    38.     path: /data/volumes/v3
    39.     server: stor01
    40.   accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
    41.   capacity:
    42.     storage: 2Gi
    43. ---
    44. apiVersion: v1
    45. kind: PersistentVolume
    46. metadata:
    47.   name: pv004
    48.   labels:
    49.     name: pv004
    50. spec:
    51.   nfs:
    52.     path: /data/volumes/v4
    53.     server: stor01
    54.   accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
    55.   capacity:
    56.     storage: 2Gi
    57. ---
    58. apiVersion: v1
    59. kind: PersistentVolume
    60. metadata:
    61.   name: pv005
    62.   labels:
    63.     name: pv005
    64. spec:
    65.   nfs:
    66.     path: /data/volumes/v5
    67.     server: stor01
    68.   accessModes: ["ReadWriteMany","ReadWriteOnce"]
    69.   capacity:
    70.     storage: 2Gi
    71.  
    72.  
    73. kubectl apply -f pv-demo.yaml
    74.  
    75. kubectl get pv
    76. NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM     STORAGECLASS   REASON    AGE
    77. pv001     1Gi        RWO,RWX        Retain           Available                                      7s
    78. pv002     2Gi        RWO            Retain           Available                                      7s
    79. pv003     2Gi        RWO,RWX        Retain           Available                                      7s
    80. pv004     2Gi        RWO,RWX        Retain           Available                                      7s
    81. pv005     2Gi        RWO,RWX        Retain           Available                           			7s

    //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                443/TCP             50d
    myapp-svc    ClusterIP   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
    //StatefulSet 控制器将在 StatefulSet 中删除并重新创建每个 Pod。它将以与 Pod 终止相同的顺序进行（从最大的序数到最小的序数），
    每次更新一个 Pod。在更新其前身之前，它将等待正在更新的 Pod 状态变成正在运行并就绪。如下操作的滚动更新是按照2-0的顺序更新。

    1. vim stateful-demo.yaml  		#修改image版本为v2
    2. .....
    3. image: ikubernetes/myapp:v2
    4. ....
    5.  
    6. kubectl apply -f stateful-demo.yaml
    7.  
    8. kubectl get pods -w   #查看滚动更新的过程
    9. NAME      READY   STATUS        RESTARTS   AGE
    10. myapp-0   1/1     Running       0          29s
    11. myapp-1   1/1     Running       0          27s
    12. myapp-2   0/1     Terminating   0          26s
    13. myapp-2   0/1     Terminating   0          30s
    14. myapp-2   0/1     Terminating   0          30s
    15. myapp-2   0/1     Pending       0          0s
    16. myapp-2   0/1     Pending       0          0s
    17. myapp-2   0/1     ContainerCreating   0          0s
    18. myapp-2   1/1     Running             0          31s
    19. myapp-1   1/1     Terminating         0          62s
    20. myapp-1   0/1     Terminating         0          63s
    21. myapp-1   0/1     Terminating         0          66s
    22. myapp-1   0/1     Terminating         0          67s
    23. myapp-1   0/1     Pending             0          0s
    24. myapp-1   0/1     Pending             0          0s
    25. myapp-1   0/1     ContainerCreating   0          0s
    26. myapp-1   1/1     Running             0          30s
    27. myapp-0   1/1     Terminating         0          99s
    28. myapp-0   0/1     Terminating         0          100s
    29. myapp-0   0/1     Terminating         0          101s
    30. myapp-0   0/1     Terminating         0          101s
    31. myapp-0   0/1     Pending             0          0s
    32. myapp-0   0/1     Pending             0          0s
    33. myapp-0   0/1     ContainerCreating   0          0s
    34. 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：
    1）deployment 认为所有的pod都是一样的
    2）不用考虑顺序的要求
    3）不用考虑在哪个node节点上运行
    4）可以随意扩容和缩容 

    有状态
    1）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
    2）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。
     

    1. vim pod6.yaml 
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: dns-test
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: busybox
    9.     image: busybox:1.28.4
    10.     args:
    11.     - /bin/sh
    12.     - -c
    13.     - sleep 36000
    14.   restartPolicy: Never
    15.  
    16.  
    17. vim sts.yaml
    18. apiVersion: v1
    19. kind: Service
    20. metadata:
    21.   name: nginx
    22.   labels:
    23.     app: nginx
    24. spec:
    25.   ports:
    26.   - port: 80
    27.     name: web
    28.   clusterIP: None
    29.   selector:
    30.     app: nginx
    31. ---
    32. apiVersion: apps/v1beta1  
    33. kind: StatefulSet  
    34. metadata:
    35.   name: nginx-statefulset  
    36.   namespace: default
    37. spec:
    38.   serviceName: nginx  
    39.   replicas: 3  
    40.   selector:
    41.     matchLabels:  
    42.        app: nginx
    43.   template:  
    44.     metadata:
    45.       labels:
    46.         app: nginx  
    47.     spec:
    48.       containers:
    49.       - name: nginx
    50.         image: nginx:latest  
    51.         ports:
    52.         - containerPort: 80  
    53.  
    54.  
    55. kubectl apply -f sts.yaml
    56.  
    57. kubectl apply -f pod6.yaml
    58.  
    59. kubectl get pods,svc
    60.  
    61. kubectl exec -it dns-test sh
    62. / # nslookup nginx-statefulset-0.nginx.default.svc.cluster.local
    63. / # nslookup nginx-statefulset-1.nginx.default.svc.cluster.local
    64. / # nslookup nginx-statefulset-2.nginx.default.svc.cluster.local
    65.  
    66. kubectl exec -it nginx-statefulset-0 bash
    67. /# curl nginx-statefulset-0.nginx
    68. /# curl nginx-statefulset-1.nginx
    69. /# 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

    3、DaemonSet

    DaemonSet 确保全部（或者一些）Node 上运行一个 Pod 的副本。当有 Node 加入集群时，也会为他们新增一个 Pod 。
    当有 Node 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。

    使用 DaemonSet 的一些典型用法：
    ●运行集群存储 daemon，例如在每个 Node 上运行 glusterd、ceph。
    ●在每个 Node 上运行日志收集 daemon，例如fluentd、logstash。
    ●在每个 Node 上运行监控 daemon，例如 Prometheus Node Exporter、collectd、Datadog 代理、New Relic 代理，或 Ganglia gmond。
    应用场景：Agent
    //官方案例（监控）
    https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/daemonset/

    示例：

    1. vim ds.yaml 
    2. apiVersion: apps/v1
    3. kind: DaemonSet 
    4. metadata:
    5.   name: nginx-daemonSet
    6.   labels:
    7.     app: nginx
    8. spec:
    9.   selector:
    10.     matchLabels:
    11.       app: nginx
    12.   template:
    13.     metadata:
    14.       labels:
    15.         app: nginx
    16.     spec:
    17.       containers:
    18.       - name: nginx
    19.         image: nginx:1.15.4
    20.         ports:
    21.         - containerPort: 80

    kubectl apply -f ds.yaml

    //DaemonSet会在每个node节点都创建一个Pod
    kubectl get pods
    nginx-deployment-4kr6h   1/1     Running     0          35s
    nginx-deployment-8jrg5   1/1     Running     0          35s

    4、Job

    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
    应用场景：数据库迁移、批处理脚本、kube-bench扫描、离线数据处理，视频解码等业务
    https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/jobs-run-to-completion/

    示例：

    1. vim job.yaml
    2. apiVersion: batch/v1
    3. kind: Job
    4. metadata:
    5.   name: pi
    6. spec:
    7.   template:
    8.     spec:
    9.       containers:
    10.       - name: pi
    11.         image: perl
    12.         command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
    13.       restartPolicy: Never
    14.   backoffLimit: 4

    //参数解释
    .spec.template.spec.restartPolicy该属性拥有三个候选值：OnFailure，Never和Always。默认值为Always。
    它主要用于描述Pod内容器的重启策略。在Job中只能将此属性设置为OnFailure或Never，否则Job将不间断运行。

    .spec.backoffLimit用于设置job失败后进行重试的次数，默认值为6。默认情况下，除非Pod失败或容器异常退出，Job任务将不间断的重试，
    此时Job遵循 .spec.backoffLimit上述说明。一旦.spec.backoffLimit达到，作业将被标记为失败。


    //在所有node节点下载perl镜像，因为镜像比较大，所以建议提前下载好
    docker pull perl

    kubectl apply -f job.yaml 

    kubectl get pods
    pi-bqtf7                 0/1     Completed   0          41s

    //结果输出到控制台
    kubectl logs pi-bqtf7
    3.14159265......

    //清除job资源
    kubectl delete -f job.yaml 

    //backoffLimit

    1. vim job-limit.yaml
    2. apiVersion: batch/v1
    3. kind: Job
    4. metadata:
    5.   name: busybox
    6. spec:
    7.   template:
    8.     spec:
    9.       containers:
    10.         - name: busybox
    11.           image: busybox
    12.           imagePullPolicy: IfNotPresent
    13.           command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 10;date;exit 1"]
    14.       restartPolicy: Never
    15.   backoffLimit: 2

    kubectl apply -f job-limit.yaml

    kubectl get job,pods
    NAME                COMPLETIONS   DURATION   AGE
    job.batch/busybox   0/1           4m34s      4m34s

    NAME                READY   STATUS   RESTARTS   AGE
    pod/busybox-dhrkt   0/1     Error    0          4m34s
    pod/busybox-kcx46   0/1     Error    0          4m
    pod/busybox-tlk48   0/1     Error    0          4m21s

    kubectl describe job busybox
    ......
    Warning  BackoffLimitExceeded  43s    job-controller  Job has reached the specified backoff limit

    5、CronJob 

    周期性任务，像Linux的Crontab一样。
    周期性任务
    应用场景：通知，备份
    https://kubernetes.io/docs/tasks/job/automated-tasks-with-cron-jobs/
     

    示例：

    //每分钟打印hell

    1. vim cronjob.yaml
    2. apiVersion: batch/v1beta1
    3. kind: CronJob
    4. metadata:
    5.   name: hello
    6. spec:
    7.   schedule: "*/1 * * * *"
    8.   jobTemplate:
    9.     spec:
    10.       template:
    11.         spec:
    12.           containers:
    13.           - name: hello
    14.             image: busybox
    15.             imagePullPolicy: IfNotPresent
    16.             args:
    17.             - /bin/sh
    18.             - -c
    19.             - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
    20.           restartPolicy: OnFailure

    /cronjob其它可用参数的配置
    spec:
      concurrencyPolicy: Allow            #要保留的失败的完成作业数（默认为1）
      schedule: '*/1 * * * *'            #作业时间表。在此示例中，作业将每分钟运行一次
      startingDeadlineSeconds: 15        #pod必须在规定时间后的15秒内开始执行，若超过该时间未执行，则任务将不运行，且标记失败
      successfulJobsHistoryLimit: 3        #要保留的成功完成的作业数（默认为3）
      terminationGracePeriodSeconds: 30    #job存活时间 默认不设置为永久
      jobTemplate:                        #作业模板。这类似于工作示例


    kubectl create -f cronjob.yaml 

    kubectl get cronjob
    NAME    SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGE
    hello   */1 * * * *   False     0                  25s

    kubectl get pods
    NAME                     READY   STATUS      RESTARTS   AGE
    hello-1621587180-mffj6   0/1     Completed   0          3m
    hello-1621587240-g68w4   0/1     Completed   0          2m
    hello-1621587300-vmkqg   0/1     Completed   0          60s

    kubectl logs hello-1621587180-mffj6
    Fri May 21 09:03:14 UTC 2021
    Hello from the Kubernetes cluster
    //如果报错：Error from server (Forbidden): Forbidden (user=system:anonymous, verb=get, resource=nodes, subresource=proxy) ( pods/log hello-1621587780-c7v54)
    //解决办法：绑定一个cluster-admin的权限
    kubectl create clusterrolebinding system:anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
     

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/manyulanlanlu/article/details/134270091