第7章：深入理解常用控制器

7.1 Pod与controller的关系

• controllers：在集群上管理和运行容器的对象。有时也称为工作负载（workload）

• 通过label-selector相关联，如下图所示。

• Pod通过控制器实现应用的运维，如伸缩，滚动升级等

7.2 无状态应用部署控制器 Deployment

Deployment功能：

• 部署无状态应用（无状态应用简单来讲，就是Pod可以漂移任意节点，而不用考虑数据和IP变化）

• 管理Pod和ReplicaSet（副本数量管理控制器）

• 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，微服务

下图是Deployment 标准YAML，通过标签与Pod关联。

使用YAML部署一个java应用：

# kubectl create deployment web --image=lizhenliang/java-demo -o yaml --dry-run > web-deploy.yaml
​
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
  namespace: default
spec:
  replicas: 3    # 设置3个副本
  selector:
    matchLabels:
      app: web   # deployment控制器关联pod的标签，与下面pod的标签名称相同，否则deployment控制器无法管理pod
  template:      # pod模板
    metadata:
      labels:
        app: web # pod的标签名称
    spec:
      containers:
      - image: lizhenliang/java-demo
        name: java-demo
     
# kubectl apply -f web-deploy.yaml

将这个java应用暴露到集群外部访问：

# kubectl expose deployment/web --port=80 --target-port=8080 --name web --type=NodePort -o yaml --dry-run > web-expose.yaml
​
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
  namespace: default
spec:
  ports:
  - port: 80             # 集群内容访问应用端口
    protocol: TCP
    targetPort: 8080     # 容器镜像端口
    nodePort: 30008      # 对外暴露的端口
  selector:
    app: web             # 该标签名称必须与deployment控制器中关联pod的标签名称相同，否则无法连暴露pod
  type: NodePort
 
# kubectl apply -f web-expose.yaml

查看资源：

# kubectl get deploy,pods,svc,ep -o wide -n default

浏览器输入：http://NodeIP:30008 即可访问到该应用。

1 升级项目，即更新最新镜像版本，这里换一个nginx镜像为例
kubectl set image deployment/web java-demo=tomcat --record
# 查看升级状态
# kubectl rollout status deployment/web
Waiting for deployment "web" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "web" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "web" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "web" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "web" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
deployment "web" successfully rolled out
​
2 如果该版本发布失败想回滚到上一个版本可以执行
# 回滚最新版本
kubectl rollout undo deployment/web
# 也可以回滚到指定发布记录
# 查看发布记录
kubectl rollout history deployment/web
# 回滚指定版本
kubectl rollout undo deployment/web --to-revision=1
kubectl rollout status deployment/web
​
3 扩容/缩容
# 将pod扩容到5个
kubectl scale deployment web --replicas=5
# --replicas 设置比现在值大就是扩容，反之就是缩容。
kubectl rollout status deployment/web
​
4 查看扩容后的状态
# kubectl get rs,deploy
NAME                             DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/web-787b446885   0         0         0       22m
replicaset.apps/web-7c65cbbdfd   0         0         0       26m
replicaset.apps/web-844f79f54c   5         5         5       40m
​
NAME                 READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/web   5/5     5           5           40m

kubectl set image 会触发滚动更新，即分批升级Pod。

滚动更新原理其实很简单，利用新旧两个replicaset，例如副本是3个，首先Scale Up增加新RS副本数量为1，准备就绪后，Scale Down减少旧RS副本数量为2，以此类推，逐渐替代，最终旧RS副本数量为0，新RS副本数量为3，完成本次更新。这个过程可通过 kubectl describe deployment web 看到。

7.3 守护进程控制器 DaemonSet

DaemonSet功能：

• 在每一个Node上运行一个Pod

• 新加入的Node也同样会自动运行一个Pod

应用场景：Agent，例如监控采集工具，日志采集工具

# cat daemonset-busybox.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: busybox
  name: busybox
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: busybox
  template:
    metadata:
      labels:
        app: busybox
    spec:
      containers:
      - image: busybox
        name: busybox

7.4 批处理 Job & CronJob

Job：一次性执行

应用场景：离线数据处理，视频解码等业务

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never   # 作业失败后会不再尝试创建新的Pod
  backoffLimit: 4            # .spec.backoffLimit字段限制重试次数。默认情况下，这个字段默认值是6。

上述示例中将π计算到2000个位置并将其打印出来。完成大约需要10秒。

查看任务：

# kubectl get job,pod -o wide

CronJob：定时任务，像Linux的Crontab一样。

应用场景：通知，备份

apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure  # 作业失败并返回状态码非0时，尝试创建新的Pod运行任务

上述示例中将每分钟打印一次Hello。

查看任务：

# kubectl get cronjob,pod -o wide