Kubernetes的基本概念和术语-Replication Controller

RC是Kubernetes系统中的核心概念之一，简单来说，它其实定义了一个期望的场景，即声明某种Pod的副本数量在任意时刻都符合某个预期值，所以RC的定义包括如下几个部分。

1. Pod期待的副本数量。
2. 用于筛选目标Pod的Label Selector。
3. 当Pod的副本数量小于预期数量时，用于创建新Pod的Pod模板（template）

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: frontend
spec:
  replicas: 1
  selector:
    tier: frontend
  template
    metadata:
      lables:
        app: app-demo
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: tomcat-demo
        image: tomcat
        imagePullPolicy: ifNotPresent
        env:
        - name: GET_HOST_FROM
          value: dns
        ports:
        - containersPort: 80
 

在我们定义了一个RC并将其提交到Kubernetes集群中后，Master上的Controller Manager组件就得到通知，定期巡检系统中当前存活的目标Pod，并确保目标Pod实例的数量刚好等于此RC的期望值，如果有过多的Pod副本在运行，系统就会停掉一些Pod，否则系统会再自动创建一些Pod。可以说，通过RC，Kubernetes实现了用户应用集群的高可用性，并且大大减少了系统管理员在传统IT环境中需要完成的许多手工运维工作（如主机监控脚本、应用监控脚本、故障恢复脚本等）。

下面以有3个Node的集群为例，说明Kubernetes如何通过RC来实现Pod副本数量自动控制的机制。假如在我们的RC里定义redis-slave这个Pod需要保持两个副本，系统将可能在其中的两个Node上创建Pod。图1.9描述了在两个Node上创建redis-slave Pod的情形。

 

 

 图1.9　在两个Node上创建redis-slave Pod

假设Node 2上的Pod 2意外终止，则根据RC定义的replicas数量2，Kubernetes将会自动创建并启动一个新的Pod，以保证在整个集群中始终有两个redis-slave Pod运行。

如图1.10所示，系统可能选择Node 3或者Node 1来创建一个新的Pod。

图1.10　根据RC定义创建新的Pod

此外，在运行时，我们可以通过修改RC的副本数量，来实现Pod的动态缩放（Scaling），这可以通过执行kubectl scale命令来一键完成：

kubectl scale rc redis-slave --replicas=3
scaled

执行结果

需要注意的是，删除RC并不会影响通过该RC已创建好的Pod。为了删除所有Pod，可以设置replicas的值为0，然后更新该RC。另外，kubectl提供了stop和delete命令来一次性删除RC和RC控制的全部Pod。

应用升级时，通常会使用一个新的容器镜像版本替代旧版本。我们希望系统平滑升级，比如在当前系统中有10个对应的旧版本的Pod，则最佳的系统升级方式是旧版本的Pod每停止一个，就同时创建一个新版本的Pod，在整个升级过程中此消彼长，而运行中的Pod数量始终是10个，几分钟以后，当所有的Pod都已经是新版本时，系统升级完成。通过RC机制，Kubernetes很容易就实现了这种高级实用的特性，被称为“滚动升级”

apiVersion: extensions/v1betal
kind: Replicaset
metadata:
  name: frontend
spec:
  selector:
    matchLables:
        tier: frontend
    metchExpressions:
    - {key: tier, operator: In, values: [fronted]}
template
...................................................................
 

kubectl命令行工具适用于RC的绝大部分命令同样适用于Replica Set。此外，我们当前很少单独使用Replica Set，它主要被Deployment这个更高层的资源对象所使用，从而形成一整套Pod创建、删除、更新的编排机制。我们在使用Deployment时，无须关心它是如何创建和维护Replica Set的，这一切都是自动发生的。

Replica Set与Deployment这两个重要的资源对象逐步替代了之前RC的作用，是Kubernetes 1.3里Pod自动扩容（伸缩）这个告警功能实现的基础，也将继续在Kubernetes未来的版本中发挥重要的作用。

最后总结一下RC（Replica Set）的一些特性与作用。

• 　在大多数情况下，我们通过定义一个RC实现Pod的创建及副本数量的自动控制。
• 　在RC里包括完整的Pod定义模板。
• 　RC通过Label Selector机制实现对Pod副本的自动控制。
• 　通过改变RC里的Pod副本数量，可以实现Pod的扩容或缩容。
• 　通过改变RC里Pod模板中的镜像版本，可以实现Pod的滚动升级。