1. 控制器介绍
2. ReplicaSet
- 2.1. 编写 ReplicaSet Spec
- 2.2. 使用 ReplicaSets 的具体方法
3. Reployment
4. DaemonSet

1. 控制器介绍

ReplicaSet 是下一代的 Replication Controller。 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（selector）需求

2. ReplicaSet

ReplicaSet 确保任何时间都有指定数量的 Pod 副本在运行。然而 Deployment 是一个更高级的概念，它管理 ReplicaSet，并向 Pod 提供声明式的更新以及许多其他有用的功能。因此，更建议使用 Deploymen。

示例:

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # 3个副本数
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend
    matchExpressions:
      - { key: tier,operator: In, values:[frontend]}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: guestbook
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: dns
        ports:
        - containerPort: 80

将资源清单保存到frontend.yaml 中，执行 kubectl create -f frontend.yaml 就可以看到对应的 pod已经创建

$ kubectl get rs --show-labels=true  -l app=guestbook
NAME       DESIRED   CURRENT   READY   AGE   LABELS
frontend   3         3         3       25m   app=guestbook,tier=frontend

$ kubectl get pod --show-labels=true -l app=guestbook
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
frontend-82tvl   1/1     Running   0          25m   app=guestbook,tier=frontend
frontend-q878l   1/1     Running   0          25m   app=guestbook,tier=frontend
frontend-wh7n4   1/1     Running   0          25m   app=guestbook,tier=frontend

2.1. 编写 ReplicaSet Spec

与所有其他Kubernetes API 对象一样， ReplicaSet 也需要 apiVersion kind metadata spec 字段

Pod 模板

.spec.template 是 .spec 唯一需求的字段。

.spec.template 是 Pod 模板，和 Pod 的语法完全一样，只需要将 Pod 的metadata和spec语法嵌套进去就可以了.

重启策略： spec.template.spec.restartPolicy 唯一允许 Always

Pod 选择器

.spec.seletor 字段是标签选择器。ReplicaSet 管理所有与标签选择器匹配的Pod。它不区分是否为自己创建的Pod。这允许在不影响运行中的 Pod 的情况下替换副本集. .spec.template.metadata.labels 必须匹配 .spec.selector, 否则它将被 API 拒绝。

通常不应该创建标签与此选择器匹配的任何Pod，或者直接与另一个 ReplicaSet 或另一个控制器（如 Deployment）标签匹配的任何Pod ，如果这样做， ReplicaSet 会认为它创造了其他 Pod 。 kubernetes 并不会阻止你这样做。

示例：

  $ cat pod.yaml
  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: frontend-test
    labels:
      app: guestbook
      tier: frontend
  spec:
    containers:
    - name: frontend-test
      image: harbor.tansuotv.cn/library/nginx:v1
	    
  $ kubectl create -f pod.yaml
  pod/frontend-test created

  $ kubectl get pod  --show-labels=true -l app=guestbook
  NAME             READY   STATUS        RESTARTS   AGE   LABELS
  frontend-82tvl   1/1     Running       0          79m   app=guestbook,tier=frontend
  frontend-q878l   1/1     Running       0          79m   app=guestbook,tier=frontend
  frontend-test    0/1     Terminating   0          5s    app=guestbook,tier=frontend
  frontend-wh7n4   1/1     Running       0          79m   app=guestbook,tier=frontend
	

Replicas

通过设置 .spec.replicas 可以指定要同时运行多少个 Pod。在任何时间运行 Pod 数量可能高于或低于 .spec.replicas 指定的数量,例如在副本刚刚被增加或减少后，或者 Pod 正在被关闭或者替换。

2.2. 使用 ReplicaSets 的具体方法

删除 ReplicaSet 和它的 Pod

要删除 ReplicaSet 和它的所有 Pod，使用 kubectl delete 命令。默认情况下，垃圾收集器自动删除所有依赖的 Pod。

当使用 REST API 或 client-go 库时，您必须在删除选项中将 propagationPolicy 设置为 Background 或 Foreground。例如：

``` kubectl proxy –port=8080 curl -X DELETE ‘localhost:8080/apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/replicasets/frontend’ \

-d ‘{“kind”:”DeleteOptions”,”apiVersion”:”v1”,”propagationPolicy”:”Foreground”}’ \ -H “Content-Type: application/json” Z```
只删除ReplicaSet

可以只删除 ReplicaSet 而不影响它的 Pod，方法是使用 kubectl delete 命令去设置 --cascade=false 选项

当使用 REST API 或 client-go库时，必须将 propagationPolicy 设置为 Orphan。例如：
```
  kubectl proxy --port=8080
  curl -X DELETE  'localhost:8080/apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/replicasets/frontend' \
  > -d '{"kind":"DeleteOptions","apiVersion":"v1","propagationPolicy":"Orphan"}' \
  > -H "Content-Type: application/json"
```
一旦删除了原来的ReplicaSet ，就可以创建一个新的来替换它。由于新旧ReplicaSet的.spec.selector是相同的，新的 ReplicaSet 将接管老的 Pod。但是，它不会努力使现有的Pod 与新的、不同的Pod 模板匹配。若想要以可控的方式将Pod 更新到新的 spec，就要使用滚动更新的方式
将Pod 从 ReplicaSet 中隔离

可以通过改变标签来从 ReplicaSet 的目标集中移除 Pod。这种技术可以用来从服务中去除 Pod，以便进行排错、数据恢复等。以这种方式移除的 Pod 将被自动替换（假设副本的数量没有改变）。
```
  $ kubectl edit pod frontend-42x87
  pod/frontend-42x87 edited
```
缩放 ReplicaSet

通过更新 .spec.replicas 字段，ReplicaSet 可以被轻松的进行缩放。ReplicaSet 控制器能确保匹配标签选择器的数量的 Pod 是可用的和可操作的。
```
  $ kubectl edit rs frontend
  replicaset.extensions/frontend edited
```
ReplicaSet 作为水平的Pod 自动缩放器目标

ReplicaSet 也可以作为水平的Pod缩放器（HPA）的目标，ReplicaSet 可以被 HPA自动缩放

示例：
```
  apiVersion: autoscaling/v1
  kind: HorizontalPodAutoscaler
  metadata:
    name: frontend-scaler
  spec:
    scaleTargetRef:
      kind: ReplicaSet
      name: frontend
    minReplicas: 3
    maxReplicas: 10
    targetCPUUtilizationPercentage: 50
```
将这个列表保存到 hpa-rs.yaml 并提交到 Kubernetes 集群，就能创建它所定义的 HPA，进而就能根据复制的 Pod 的 CPU 利用率对目标 ReplicaSet进行自动缩放。

kubectl create -f https://k8s.io/examples/controllers/hpa-rs.yaml

或者，可以使用 kubectl autoscale 命令完成相同的操作。 (而且它更简单！)

kubectl autoscale rs frontend

3. Reployment

Deployment 是个高级 API 对象，它以 kubectl rolling-update的方式更新其底层副本集及其Pod。

如果需要滚动更新功能，建议使用Deployment，因为 Deployment 与 kubectl rolling-update 不同的是：它是声明式的、服务端的、并且具有其他特性。

3.1. 创建 Deployment

示例：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

该清单主要完成以下工作:

创建名为 nginx-deployment 的 Deployment，由.metadata.name 字段指示
Deployment 创建三个复制的 Pods，由 replicas 字段指示
selector 字段定义 Deployment 如何查找要管理的 Pods。在这种情况下，只要选择在 Pod 模板(app: nginx) 中定义的标签，更复杂的选择规则是可能的，只要 Pod 模板本身满足规则

注意：

matchLabels 字段是 {key,value} 的映射。单个 {key,value}在 matchLabels 映射中的值等效于 matchExpressions 的元素，其键字段是“key”，运算符为“In”，值数组仅包含“value”。所有要求，从 matchLabels 和 matchExpressions，必须满足才能匹配。

template 字段包含以下子字段
Pod 使用label字段标记为 app: nginx
Pod 模板规范或.template.spec字段指示Pods运行一个容器，nginx 运行 nginx
创建一个容器并使用 name字段将其命名为nginx

注意：

可以指定 --record 标志来写入在资源注释kubernetes.io/change-cause中执行的命令。它对以后的检查是有用的。

检查创建结果

$ kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   2/3     3            2           8m


$ kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-deployment-9b644dcd5-dj6nw   0/1     ContainerCreating   0          24s
nginx-deployment-9b644dcd5-lb8hm   1/1     Running             0          24s
nginx-deployment-9b644dcd5-tp674   1/1     Running             0          24s

**查看Deployment 状态 **

$ kubectl rollout status deployment.v1.apps/nginx-deployment
Waiting for deployment "nginx-deployment" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

查看Deployment 创建的 ReplicaSet (rs)

$ kubectl get rs
NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-9b644dcd5   3         3         3       38m

要查看每个 Pod 自动生成的标签

$ kubectl get pods --show-labels
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx-deployment-9b644dcd5-dj6nw   1/1     Running   0          39m   app=nginx,pod-template-hash=9b644dcd5
nginx-deployment-9b644dcd5-lb8hm   1/1     Running   0          39m   app=nginx,pod-template-hash=9b644dcd5
nginx-deployment-9b644dcd5-tp674   1/1     Running   0          39m   app=nginx,pod-template-hash=9b644dcd5

3.2. 更新 Deployment

$ kubectl --record deployment/nginx-deployment set image nginx=nginx:1.9.1
deployment.extensions/nginx-deployment image updated


$ kubectl get pod
NAME                                READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-deployment-7448597cd5-q8p52   1/1     Running             0          23s
nginx-deployment-7448597cd5-xm98k   0/1     ContainerCreating   0          27s
nginx-deployment-7448597cd5-z9762   1/1     Running             0          27s

查看展开状态

$ kubectl rollout status deployment.v1.apps/nginx-deployment
Waiting for deployment "nginx-deployment" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...

$ kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   2/3     3            2           46m

查看 ReplicaSet 状态

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-7448597cd5   3         3         2       3m38s
nginx-deployment-7b45cc56cf   0         0         0       4m48s

3.3. 回滚

触发 Deployment 展开时，将创建 Deployment 修改版。这意味着仅当 Deployment Pod 模板（.spec.template）发生更改时，才会创建新修改版本，例如，如果更新模板的标签或容器镜像。其他更新，如扩展 Deployment 、不要创建 Deployment 修改版，以便方便同时手动或自动缩放。这意味着，当回滚到较早的修改版时，只有 Deployment Pod 模板部分回滚。

检查Deployment 展开历史

检查 Deployment 修改历史:

  $ kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment
  deployment.apps/nginx-deployment
  REVISION  CHANGE-CAUSE
  2         kubectl deployment/nginx-deployment set image nginx=nginx:1.91. --record=true
  3         <none>
  4         kubectl deployment/nginx-deployment set image nginx=nginx:1.9.1 --record=true

查看修改历史详细信息

  $ kubectl rollout history deployment/nginx-deployment --revision=2
  deployment.extensions/nginx-deployment with revision #2
  Pod Template:
    Labels:	app=nginx
      pod-template-hash=7b45cc56cf
    Annotations:	kubernetes.io/change-cause: kubectl deployment/nginx-deployment set image nginx=nginx:1.91. --record=true
    Containers:
     nginx:
      Image:	nginx:1.91.
      Port:	80/TCP
      Host Port:	0/TCP
      Environment:	<none>
      Mounts:	<none>
    Volumes:	<none>

回滚到上一次修改

  $ kubectl rollout undo deployment.v1.apps/nginx-deployment
  deployment.apps/nginx-deployment rolled back
	
  $ kubectl get pod -o wide
  NAME                                READY   STATUS              RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
  nginx-deployment-7448597cd5-q8p52   1/1     Running             0          71m   10.244.2.47   k8s-n2   <none>           <none>
  nginx-deployment-7448597cd5-z9762   1/1     Running             0          71m   10.244.2.46   k8s-n2   <none>           <none>
  nginx-deployment-7448597cd5-zhqb5   0/1     Terminating         0          53m   <none>        k8s-n1   <none>           <none>
  nginx-deployment-9b644dcd5-58fxf    0/1     ContainerCreating   0          4s    <none>        k8s-n2   <none>           <none>
  nginx-deployment-9b644dcd5-wgc6f    0/1     ContainerCreating   0          4s    <none>        k8s-n1   <none>           <none>
	
  $ kubectl get deployment nginx-deployment
  NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
  nginx-deployment   3/3     3            3           114m

更多回滚命令参考

$ kubectl rollout undo -h
Rollback to a previous rollout.

Examples:
  # Rollback to the previous deployment
  kubectl rollout undo deployment/abc

  # Rollback to daemonset revision 3
  kubectl rollout undo daemonset/abc --to-revision=3

  # Rollback to the previous deployment with dry-run
  kubectl rollout undo --dry-run=true deployment/abc
 ....

3.4. 缩放

将 pod 副本集从3个修改为10个

$ kubectl scale deployment.v1.apps/nginx-deployment --replicas=10

deployment.apps/nginx-deployment scaled

$ kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-9b644dcd5-58fxf   1/1     Running   0          3m26s
nginx-deployment-9b644dcd5-6ts8v   1/1     Running   0          18s
nginx-deployment-9b644dcd5-924j2   1/1     Running   0          18s
nginx-deployment-9b644dcd5-jnp2v   1/1     Running   0          18s
nginx-deployment-9b644dcd5-mbclq   1/1     Running   0          18s
nginx-deployment-9b644dcd5-pmkth   1/1     Running   0          18s
nginx-deployment-9b644dcd5-r2nx6   1/1     Running   0          18s
nginx-deployment-9b644dcd5-wgc6f   1/1     Running   0          3m26s
nginx-deployment-9b644dcd5-z6nlq   1/1     Running   0          3m21s
nginx-deployment-9b644dcd5-zhts4   1/1     Running   0          18s

水平缩放

基于现有 Pod 的 CPU 利用率缩放

kubectl autoscale deployment.v1.apps/nginx-deployment --min=10 --max=15 --cpu-percent=80

3.5. 暂停、恢复

可以在触发一个或多个更新之前暂停 Deployment ，然后继续它。这允许在暂停和恢复之间应用多个修补程序，而不会触发不必要的 Deployment

示例：

# 新建 deployment
$ kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
deployment.extensions/nginx-deployment created

# 查看deployment
$ kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3/3     3            3           5s

# 查看rs
$ kubectl get rs
NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-9b644dcd5   3         3         3       9s

# 暂停 deployment
$ kubectl rollout pause deployment/nginx-deployment
deployment.extensions/nginx-deployment paused

# 更新镜像
$ kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
deployment.extensions/nginx-deployment image updated

# 查看rollout history
$ kubectl rollout history deployment/nginx-deployment
deployment.extensions/nginx-deployment
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>

# 查看rs状态
$ kubectl get rs
NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-9b644dcd5   3         3         3       2m5s

# 修改资源限制
$ kubectl set resources deployment/nginx-deployment -c=nginx --limits=cpu=200m,memory=512Mi
deployment.extensions/nginx-deployment resource requirements updated

# 恢复
$ kubectl rollout resume deployment/nginx-deployment
deployment.extensions/nginx-deployment resumed

# 查看rs状态
$ kubectl get rs 
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-7576c67d77   3         3         2       10s
nginx-deployment-9b644dcd5    0         0         0       3m24s

$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
Waiting for deployment "nginx-deployment" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...

所有deployment 在 pause 状态的更新、滚动操作都不会执行，等到 resume 后会继续执行

3.6. Deployment 状态

使用 kubectl rollout status 监视 Deployment 的进度

$ kubectl rollout status deployment nginx-deployment
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

3.7. Deployment 失败

可能引起 Deployment 失败的因素有:

赔额不足
就绪探测失败
镜像拉取错误
权限不足
限制范围
应用程序运行时配置错误

检测此条件的一种方法是在 Deployment 规范中指定截止时间参数：（[.spec.progressDeadlineSeconds]（#progress-deadline-seconds））。
.spec.progressDeadlineSeconds 进度截止时间秒表示 Deployment 控制器在指示（处于 Deployment 状态）之前等待的秒数 Deployment 进度已停止。

以下 kubectl 命令设置具有进度的规范，使控制器报告 10 分钟后 Deployment 进度不足：

$ kubectl patch deployment.v1.apps/nginx-deployment -p '{"spec":{"progressDeadlineSeconds":600}}'
deployment.apps/nginx-deployment patched

超过截止时间后， Deployment 控制器将添加具有以下属性到 Deployment 的 .status.conditions:

Type=Progressing
Status=False
Reason=ProgressDeadlineExceeded

注意：

Kubernetes 对已停止的 Deployment 不执行任何操作，只需使用 Reason=ProgressDeadlineExceeded。更高级别的编排器可以利用它并相应地采取行动，例如，将 Deployment 回滚到其以前的版本。

注意： 如果暂停 Deployment ，Kubernetes 不会根据指定的截止时间检查进度。可以在展开栏中间安全地暂停 Deployment ，并在不触发超过最后期限时恢复。

Deployments 可能会出现短暂的错误，既不是因为设置的超时时间过短，也不是因为任何真正的暂时性错误。例如配额不足。如果描述 Deployment ，将注意到以下部分：

kubectl describe deployment nginx-deployment

...
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-deployment-b7556d645 (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  46m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-9b644dcd5 to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  42m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-7576c67d77 to 1
  Normal  ScalingReplicaSet  42m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-9b644dcd5 to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  42m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-7576c67d77 to 2
...

如果运行 kubectl get deployment nginx-deployment -o yaml， Deployment 状态输出：

$ kubectl get deployment nginx-deployment -o yaml
...
status:
  availableReplicas: 3
  conditions:
  - lastTransitionTime: "2020-03-17T08:59:10Z"
    lastUpdateTime: "2020-03-17T08:59:10Z"
    message: Deployment has minimum availability.
    reason: MinimumReplicasAvailable
    status: "True"
    type: Available
  - lastTransitionTime: "2020-03-17T09:43:19Z"
    lastUpdateTime: "2020-03-17T09:43:19Z"
    message: ReplicaSet "nginx-deployment-b7556d645" has successfully progressed.
    reason: NewReplicaSetAvailable
    status: "True"
    type: Progressing
  observedGeneration: 7
  readyReplicas: 3
  replicas: 3
  updatedReplicas: 3
...

最终，一旦超过 Deployment 进度截止时间，Kubernetes 将更新状态和进度状态：

Conditions:
  Type            Status  Reason
  ----            ------  ------
  Available       True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing     False   ProgressDeadlineExceeded
  ReplicaFailure  True    FailedCreate

4. 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 的一些典型用法：

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、Flowmill、Sysdig 代理、collectd、Dynatrace OneAgent、AppDynamics 代理、Datadog 代理、New Relic 代理、Ganglia gmond 或者 Instana 代理。

Larry

k8s 笔记(四) 控制器