Kubernetes控制器(一)

简介: Kubernetes控制器

Kubernetes 通常不会直接创建 Pod,而是通过 Controller 来管理 Pod 的。Controller 中定义了 Pod 的部署特性,比如有几个副本、在什么样的 Node 上运行等。通俗的说可以认为 Controller 就是用来管理 Pod 一个对象。其核心作用可以通过一句话总结: 通过监控集群的公共状态,并致力于将当前状态转变为期望的状态。

通俗定义: Controller 可以管理 Pod,让 Pod 更具有运维能力

常见的控制器

  • Deployment:是最常用的 Controller。Deployment 可以管理 Pod 的多个副本,并确保 Pod 按照期望的状态运行。
  • ReplicaSet:实现了 Pod 的多副本管理。使用 Deployment 时会自动创建 ReplicaSet,也就是说 Deployment 是通过 ReplicaSet 来管理 Pod 的多个副本的,我们通常不需要直接使用 ReplicaSet。
  • Daemonset:用于每个 Node 最多只运行一个 Pod 副本的场景。正如其名称所揭示的,DaemonSet 通常用于运行 daemon(守护)。
  • Statefuleset:能够保证 Pod 的每个副本在整个生命周期中名称是不变的,而其他 Controller 不提供这个功能。当某个 Pod 发生故障需要删除并重新启动时,Pod 的名称会发生变化,同时 StatefuleSet 会保证副本按照固定的顺序启动、更新或者删除。
  • Job:用于运行结束就删除的应用,而其他 Controller 中的 Pod 通常是长期持续运行。

控制器如何管理 Pod

Controller 通过 label 关联起来 Pods

控制器 Deployment

官网:http://kubernetes.p2hp.com/docs/concepts/workloads/controllers/deployment.html

一个 Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供声明式的更新能力。

你负责描述 Deployment 中的目标状态,而 Deployment 控制器(Controller)以受控速率更改实际状态,使其变为期望状态。你可以定义 Deployment 以创建新的 ReplicaSet,或删除现有 Deployment, 并通过新的 Deployment 收养其资源。

创建

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment  # 控制器名称
  labels:         # 控制器自身的标签
    app: nginx
spec:
  replicas: 3       # 副本数量
  selector:
    matchLabels:      # 选择指定标签的 Pod 控制
      app: nginx
  template:         # Pod 的描述
    metadata:
      labels:
        app: nginx      # 注意 Pod 的标签和 matchLabels 必须对应
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.19
          ports:
            - containerPort: 80

  • NAME:列出了名字空间中 Deployment 的名称。
  • READY:显示应用程序的可用的 副本 数。显示的模式是 就绪个数/期望个数
  • UP-TO-DATE:显示为了达到期望状态已经更新的副本数。
  • AVAILABLE:显示应用可供用户使用的副本数。
  • AGE:显示应用程序运行的时间。

请注意期望副本数是根据 .spec.replicas 字段设置 3。

查看

# 部署
kubectl apply -f deployment.yaml
# 查看 Deployment
kubectl get deploy|deployment
# 查看 Pod
kubectl get pod -o wide
# 查看 Pod 详情
kubectl describe pod <Pod名称>
# 查看 Deployment 详细
kubectl describe deployment <Deployment名称>
# 查看 Log
kubectl logs <Pod名称>
# 进入 Pod 容器终端, -c container-name 可以指定进入哪个容器。
kubectl exec -it <Pod名称> -c <容器名称> -- bash
# 输出到文件
kubectl get deployment <Deployment名称> -o yaml >> test.yaml

扩缩

# 查询副本
kubectl get rs|replicaset
# 伸缩扩展副本
kubectl scale deployment <Deployment名称> --replicas=<副本数量>

回滚

仅当 Deployment Pod 模板(.spec.template)发生改变时,例如模板的标签或容器镜像被更新,才会触发 Deployment 上线。其他更新(如对 Deployment 执行扩缩容的操作)不会触发上线动作。

# 查看上线状态
kubectl rollout status deployment <Deployment名称>
# 查看历史
kubectl rollout history deployment <Deployment名称>
# 查看某次历史的详细信息
kubectl rollout history deployment <Deployment名称> --revision=2
# 回到上个版本
kubectl rollout undo deployment <Deployment名称>
# 回到指定版本
kubectl rollout undo deployment <Deployment名称> --to-revision=2
# 重新部署
kubectl rollout restart deployment <Deployment名称>
# 暂停运行,暂停后,对 Deployment 的修改不会立刻生效,恢复后才应用设置
kubectl rollout pause deployment <Deployment名称>
# 恢复
kubectl rollout resume deployment <Deployment名称>

删除

# 删除 Deployment
kubectl delete deployment <Deployment名称>
kubect delete -f nginx-deployment.yml
# 删除默认命名空间下全部资源
kubectl delete all --all
# 删除指定命名空间的资源
kubectl delete all --all -n <命令空间>

推荐使用 kubect delete -f nginx-deployment.yml 这种方式删除控制器。

控制器 StatefulSet

官网:https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/

StatefulSet 是用来管理 有状态应用 的工作负载 API 对象。

  • 无状态应用: 应用本身不存储任何数据的应用称之为无状态应用。例如:Java、前端应用、Nginx 等。
  • 有状态应用: 应用本身需要存储相关数据应用称之为有状态应用。例如:MySQL、Redis、RabbitMQ 等。

StatefulSet 用来管理某 Pod 集合的部署和扩缩,并为这些 Pod 提供持久存储和持久标识符。

和 Deployment 类似, StatefulSet 管理基于相同容器规约的一组 Pod。但和 Deployment 不同的是,StatefulSet 为它们的每个 Pod 维护了一个有粘性的 ID。这些 Pod 是基于相同的规约来创建的,但是不能相互替换:无论怎么调度,每个 Pod 都有一个永久不变的 ID。

如果希望使用存储卷为工作负载提供持久存储,可以使用 StatefulSet 作为解决方案的一部分。尽管 StatefulSet 中的单个 Pod 仍可能出现故障,但持久的 Pod 标识符使得将现有卷与替换已失败 Pod 的新 Pod 相匹配变得更加容易。

特点

StatefulSet 对于需要满足以下一个或多个需求的应用程序很有价值:

  1. 稳定的、唯一的网络标识符。
  2. 稳定的、持久的存储。
  3. 有序的、优雅的部署和扩缩。
  4. 有序的、自动的滚动更新。

在上面描述中,稳定的意味着 Pod 调度或重调度的整个过程是有持久性的。如果应用程序不需要任何稳定的标识符或有序的部署、删除或扩缩,则应该使用由一组无状态的副本控制器提供的工作负载来部署应用程序,比如 Deployment 或者 ReplicaSet 可能更适用于你的无状态应用部署需要。

限制

  1. 给定 Pod 的存储必须由 PersistentVolume Provisioner 基于所请求的 storage class 来制备,或者由管理员预先制备。
  2. 删除或者扩缩 StatefulSet 并不会删除它关联的存储卷。这样做是为了保证数据安全,它通常比自动清除 StatefulSet 所有相关的资源更有价值。
  3. StatefulSet 当前需要无头服务来负责 Pod 的网络标识。你需要负责创建此服务。
  4. 当删除一个 StatefulSet 时,该 StatefulSet 不提供任何终止 Pod 的保证。为了实现 StatefulSet 中的 Pod 可以有序且体面地终止,可以在删除之前将 StatefulSet 缩容到 0。
  5. 在默认 Pod 管理策略(OrderedReady) 时使用滚动更新,可能进入需要人工干预才能修复的损坏状态。

使用

搭建 NFS 服务

一下教程适用于 CentOS7 系统。

#安装nfs-utils
yum install -y rpcbind nfs-utils
#创建nfs目录
mkdir -p /root/nfs/data
#编辑/etc/exports输入如下内容 
# insecure:通过 1024 以上端口发送 rw: 读写 sync:请求时写入共享 no_root_squash:root用户有完全根目录访问权限
echo  "/root/nfs/data *(insecure,rw,sync,no_root_squash)" >> /etc/exports
#启动相关服务并配置开机自启动
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs-server
systemctl enable rpcbind
systemctl enable nfs-server
#重新挂载 使 /etc/exports生效
exportfs -r
#查看共享情况
exportfs

客户端测试

NFS 客户端需要在每一个 K8s 节点上安装配置。

# 1.安装客户端 所有节点安装
yum install -y nfs-utils
# 2.创建本地目录
mkdir -p /root/nfs
# 3.挂载远程nfs目录到本地
mount -t nfs 192.168.95.11:/root/nfs /root/nfs
# 4.写入一个测试文件
echo "hello nfs server" > /root/nfs/data/test.txt
# 5.去远程 nfs 目录查看
cat /root/nfs/test.txt
# 挂取消载
umount -f -l nfs目录
创建 nfs-client-provisioner
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  labels:
    app: nfs-client-provisioner
  namespace: kube-system
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: chronolaw/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.95.11
            - name: NFS_PATH
              value: /root/nfs/data
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.95.11
            path: /root/nfs/data


Kubernetes控制器(二)https://developer.aliyun.com/article/1480850

相关实践学习
容器服务Serverless版ACK Serverless 快速入门:在线魔方应用部署和监控
通过本实验,您将了解到容器服务Serverless版ACK Serverless 的基本产品能力,即可以实现快速部署一个在线魔方应用,并借助阿里云容器服务成熟的产品生态,实现在线应用的企业级监控,提升应用稳定性。
云原生实践公开课
课程大纲 开篇:如何学习并实践云原生技术 基础篇: 5 步上手 Kubernetes 进阶篇:生产环境下的 K8s 实践 相关的阿里云产品:容器服务&nbsp;ACK 容器服务&nbsp;Kubernetes&nbsp;版(简称&nbsp;ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情:&nbsp;https://www.aliyun.com/product/kubernetes
相关文章
|
11天前
|
Kubernetes Cloud Native 应用服务中间件
云原生|kubernetes|ResourceQuota 资源与准入控制器
云原生|kubernetes|ResourceQuota 资源与准入控制器
71 0
|
8月前
|
Kubernetes 监控 应用服务中间件
Kubernetes(k8s)容器编排控制器使用3
Kubernetes(k8s)容器编排控制器使用3
59 0
|
8月前
|
Kubernetes 监控 应用服务中间件
Kubernetes(k8s)容器编排控制器使用2
Kubernetes(k8s)容器编排控制器使用2
70 0
|
8月前
|
Kubernetes 监控 应用服务中间件
Kubernetes(k8s)容器编排控制器使用1
Kubernetes(k8s)容器编排控制器使用1
86 0
|
7月前
|
存储 应用服务中间件 nginx
kubernetes Statefulset控制器
kubernetes Statefulset控制器
|
11天前
|
Kubernetes 测试技术 Docker
K8S中Deployment控制器的概念、原理解读以及使用技巧
K8S中Deployment控制器的概念、原理解读以及使用技巧
|
11天前
|
运维 Kubernetes 容灾
kubernetes核心技术之Controller控制器知识总结
kubernetes核心技术之Controller控制器知识总结
20 1
|
11天前
|
Kubernetes 应用服务中间件 nginx
K8S(05)核心插件-ingress(服务暴露)控制器-traefik
K8S(05)核心插件-ingress(服务暴露)控制器-traefik
40 0
|
7月前
|
存储 Kubernetes 数据库
剖析 Kubernetes 控制器:Deployment、ReplicaSet 和 StatefulSet 的功能与应用场景
剖析 Kubernetes 控制器:Deployment、ReplicaSet 和 StatefulSet 的功能与应用场景
315 0
|
11天前
|
存储 Kubernetes 数据库
K8S POD控制器:从基础到高级实战技巧
K8S POD控制器:从基础到高级实战技巧
175 1