K8S-控制器

Pod控制器概念以及使用

RS 核心资源有三种
1.用户期望的副本数
2. 标签选择器 以便选定由自己管理和控制的pod
3. pod 资源模板

deployment 运行在RS之上，还支持滚动更新和回滚机制 只能管理无状态副本集


支持的功能：
回滚,更新,缩放,暂停/恢复,金丝雀发布等
RC功能较少，基本上不用
DaemonSet 此控制器指定一个节点上只运行一个pod副本，一般是用来运行系统的守护进程
job 运行完成即退出，执行一次性的任务
StatefulSet 用于运行管理有状态副本集

K8S快速入门

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查看pod日志
]# kubectl exec -it $(kubectl get pod -n zhiyi-system-test|grep "ai-live-dev"|awk '{print $1}')    -n zhiyi-system-test --  tail -f /home/ailive-logs/gray/ailive_dao.2019-05-16.log

]# kubectl   cluster-info      //查看集群信息
Kubernetes master is running at https://192.168.64.110:6443
KubeDNS is running at https://192.168.64.110:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

master ~]# kubectl run nginx-deploy --image=nginx --port=80 --replicas=1   //创建一个副本数为1且名称为nginx-deploy 的对外暴露的端口（仅集群内部）为80的nginx镜像pod。

master ~]# kubectl   get  deployment    //查看该控制器下启动的pod
NAME           READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deploy   1/1     1            1           6m59s

master ~]# kubectl   get pods  -o  wide     //查看默认名称空间下Pod运行的详细信息
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deploy-98c9d6c66-mbmrm   1/1     Running   0          9m45s   10.244.1.2   k8s-node1   <none>           <none>
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测试控制器维持副本数量

master ~]# kubectl   delete nginx-deploy-98c9d6c66-mbmrm
master ~]# kubectl   get pods  -o  wide   //可以看到pod已被调度器启动并调度到node2上且IP发生了改变
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deploy-98c9d6c66-gbm56   1/1     Running   0          7m12s   10.244.2.2   k8s-node2   <none>           <none>
service：由上面测试可以看到，当pod被重启IP地址会发生改变，应使用固定地址来访问pod。

控制器下所有的pod都托管到名称为nginx的service且pod端口80映射到service 80端口上

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master ~]# kubectl expose deployment nginx-deploy --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP 
master ~]# kubectl get svc   //查看默认名称空间servie
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>           443/TCP   26h
nginx        ClusterIP   10.99.80.100   <none>        80/TCP    21s

master ~]# kubectl   get  pods -n kube-system    //查看当前运行的DNS服务pod资源
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-6955765f44-sfptk             1/1     Running   5          3d16h
coredns-6955765f44-xf9jt             1/1    Running    4          3d16h

master ~]# kubectl get svc -n kube-system   //查看指定名称空间的service，DNS服务也有属于自己的service托管
NAME       TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
kube-dns   ClusterIP   10.96.0.10    <none>       53/UDP,53/TCP,9153/TCP   26h   //可以看到DNS的service地址为10.96.0.10

master ~]# kubectl run clientq --image=busybox:latest --replicas=1 -it   --restart=Never   //运行一个不重启的pod
/ # cat  /etc/resolv.conf
nameserver 10.96.0.10     //可以看到pod的DNS已自动配置为kube-dns 的10.96.0.10
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local

master ~]# dig  -t  A nginx.default.svc.cluster.local  @10.96.0.10   //解析service名称为nginx的地址
验证service功能，标签选择器，只需要访问service地址加端口即可
wget -O - -q http://nginx:80/      //访问service名称加端口即可访问到后端pod资源

master ~]# kubectl delete nginx-deploy-98c9d6c66-gbm56   //模拟故障
-master ~]# kubectl   get pods    //可以看到调取器已重新启动pod
NAME                             READY     STATUS         RESTARTS       AGE
clientq                          1/1       Running        0              46m
nginx-deploy-98c9d6c66-n25dd     1/1       Running        0              85s

wget -O - -q http://nginx:80/      //再次通过service地址访问
 master ~]# kubectl  get    svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1     <none>        443/TCP   3d16h
nginx        ClusterIP   10.99.8.143   <none>        80/TCP    2d12h    //名称为nginx的service地址为10.99.8.143:80

master ~]# kubectl   describe svc  nginx     //查看service名称为nginx的详细信息
Name:              nginx
Namespace:         default
Labels:            run=nginx-deploy
Annotations:       <none>
Selector:          run=nginx-deploy     //service以pod标签选择器来识别管理pod
Type:              ClusterIP            //类型
IP:                10.99.80.100
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.1.6:80    //后端pod资源，pod被重启或被删除重建，改地址会改变
Session Affinity:  None
Events:            <none>

master ~]# kubectl   get  pods  --show-labels     //查看Pod标签信息
NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE      LABELS
nginx-deploy-98c9d6c66-n25dd   1/1     Running   0          12m      pod-template-hash=98c9d6c66,run=nginx-deploy   //可以看到标签
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总结：用户可以修改service地址或者service被重建后地址发生改变，修改后的地址可以自动反映到DNS中，无须修改DNS解析

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-master ~]# kubectl delete  svc  nginx    //模拟故障，svc重建
master ~]#  kubectl expose deployment nginx-deploy --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP  //svc重建
-master ~]# kubectl   get  svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
nginx        ClusterIP   10.99.8.143   <none>        80/TCP    14s      //可以看到重建后的service地址发生了改变

进入另外一个容器测试
]# kubectl exec -it  busybox -n linux40  /bin/sh
/ # wget -O - -q http://nginx:80/    //使用service名称依然可以访问

控制器也是通过标签选择器来关联到Pod资源上
master ~]# kubectl   describe  deployment  nginx-deploy
 Labels:                 run=nginx-deploy   //通过标签选择器来维持副本的期望值
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总结：我们不需要关注pod自身，只关注servie，service会生成一个iptatles或ipvs规则将访问service的地址和端口的请求通过标签选择器来调度到关联的各pod资源上。

 

Pod的扩展与缩进

master ~]# kubectl run nginx --image=nginx --replicas=2    //创建默认控制器为deploy的名称为nginx且副本数为2的pod。
master ~]# kubectl  scale deploy  nginx --replicas=5   //扩展副本数为5
master ~]# kubectl  scale deploy  nginx --replicas=3  //能扩展也能缩进，缩减副本数为3

pod的手动滚动更新

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master ~]# kubectl  set image deployment nginx nginx=nginx:v2  

pod镜像版本回滚
master ~]# kubectl   rollout undo deployment nginx
deployment.apps/nginx rolled back

修改网络类型为NodePort

master ~]# kubectl  edit svc nginx
 ports:
  - nodePort: 31520
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: nginx-deploy
  sessionAffinity: None
  type: NodePort     //修改类型为节点网络


master ~]# kubectl  get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
nginx        NodePort    10.99.8.143     <none>        80:31520/TCP   2d16h       //可以看到端口已经随机映射到了节点的31520  
此时只需要在节点前面做代理服务器即可访问到k8s集群内资源。
 
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RS控制器使用

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apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
    name: myapp
    namespace: default           //定义命名空间
spec:
    replicas: 2
    selector:
        matchLabels:
            app: myapp
            release: canary
    template:
        metadata:
            name: myapp-pod
            labels:
                app: myapp
                release: canary
        spec:
            containers:
            - name: myapp-container
              image: nginx:latest
              imagePullPolicy: IfNotPresent    //镜像拉取策略，如镜像版本镜像升级且标签不发生变动，建议使用always
              ports:
              - name: http
                containerPort: 80
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测试控制器-副本期望值

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master yaml]# kubectl   delete pods myapp-dhvfk

master yaml]# kubectl   get pods
NAME          READY   STATUS        RESTARTS   AGE
myapp-dhvfk   0/1     Terminating   0          5m47s          //可以看到该控制器对pod资源删除时顺序为先创建新的再删除老的。
myapp-k7brb   1/1     Running       0          5m47s
myapp-r6jmj   1/1     Running       0           7s

master yaml]# kubectl   get pods  -o wide --show-labels     //显示pod标签
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP       NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS
myapp-k7brb   1/1     Running   0    25m   10.244.1.63   k8s-node1   <none>     <none>            app=myapp,release=canary
myapp-r6jmj   1/1     Running   0       19m   10.244.2.60   k8s-node2   <none>    <none>            app=myapp,release=canary
nginx          1/1         Running   0          17s   10.244.2.65   k8s-node2   <none>           <none>            <none>

master yaml]# kubectl  label pods nginx haha=myapp     //为名为nginx的pod加上标签

master yaml]# kubectl  label pods nginx release=canary    // 为名为nginx的pod加上标签  
  
master yaml]# kubectl   get pods  -o wide --show-labels      //再次查看标签，副本期望值为2，多出来会被删掉
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP     NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS
myapp-k7brb   1/1     Running     0      32m   10.244.1.63   k8s-node1   <none>     <none>            app=myapp,release=canary
myapp-r6jmj   1/1     Running      0      26m   10.244.2.60   k8s-node2   <none>     <none>            app=myapp,release=canary
nginx      0/1    Terminating   0     7m22s   10.244.2.65   k8s-node2   <none>        <none>            app=myapp,release=canary
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注：生产环境标签尽量多而复杂，否则会出现pod资源匹配度高而导致pod资源被资源管理器乱删除。
注：service通过标签选择器来关联控制器创建的pod资源作为后端，service与控制器无任何关联关系，但不同控制器创建的pod资源可以被service以拥有相同标签来被关联作为后端。

RS 控制器的扩容和缩容

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master yaml]# kubectl  edit rs myapp
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  creationTimestamp: "2020-04-06T07:50:19Z"
  generation: 2
  name: myapp
  namespace: default
  resourceVersion: "474496"
  selfLink: /apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/myapp
  uid: a83d2a05-83a1-4d75-8041-9dfe35049dff
spec:
  replicas: 5       //修改副本数，支持扩容和缩容
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      release: canary
     .........
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RS 控制器的滚动更新

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master yaml]# kubectl   get rs -o wide
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE   CONTAINERS        IMAGES         SELECTOR
myapp   5         5         5       66m   myapp-container   nginx:latest   app=myapp,release=canary

master yaml]# kubectl  edit rs myapp
     ....
   template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: myapp
        release: canary
      name: myapp-pod
    spec:
      containers:
      - image: nginx:v1     //滚动更新镜像
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: myapp-container
           .....                                                  
                                                
  master yaml]# kubectl   get rs -o wide     //可以看到RS控制器的镜像版本已被升级为v1版本
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE   CONTAINERS        IMAGES     SELECTOR
myapp   5         5         5       68m   myapp-container   nginx:v1   app=myapp,release=canary
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注：修改控制器的镜像版本，pod版本并不会立即升级，只有当pod资源重建才会重新加载RS控制器模板的镜像。

测试

master yaml]# kubectl delete pods myapp-6t4nn //删除一个pod，RS自动创建一个pod
master yaml]# kubectl describe pod myapp-8xll4 //查看pod详细信息，可以看到新建的pod镜像版本为v1

此方法可用户灰度发布（金丝雀发布） ，先发布一个新版本镜像pod，保留大部分老的镜像，当过段时间新版本测试无问题，在批量发布新版本的镜像。
蓝绿部署，基于deploment的滚动更新与回滚机制，deploment 运行在RS控制器的基础上

deployment 滚动更新过程如下

 

 

 

定义一个控制器

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deploy
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      releas: canary
  template:   //模板
      metadata:
        labels:  
          app: myapp
          releas: canary
      spec:
        containers:
        - name: myapp
          image: nginx:v1
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
          - name: http
            containerPort: 80
复制代码

修改副本期望值为3，滚动更新时，原先的旧版本RS控制器并不会随着pod被删除

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deploy
  namespace: default
spec:
  replicas:3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      releas: canary
  template:
      metadata:
        labels:
          app: myapp
          releas: canary
      spec:
        containers:
        - name: myapp
          image: nginx:v2
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
          - name: http
            containerPort: 80
复制代码
复制代码
master ~]# kubectl   apply -f deploy-demo.yaml        //滚动升级                                                
master ~]# kubectl   get rs -o wide             //老版本的控制器并不会被删除，并且可以使用老版本的控制器回滚

NAME                      DESIRED   CURRENT   READY   AGE   CONTAINERS   IMAGES         SELECTOR
myapp-deploy-5484df784f   3         3         3       13m   myapp        nginx:v2       
myapp-deploy-f476f4fcf    0         0         0       27m   myapp        nginx:v1          

master ~]# kubectl  patch deployment myapp-deploy -p '{"spec":{"replicas":5}}'       //通过打补丁方式新增pod副本

master ~]# kubectl  patch deployment myapp-deploy -p '{"spec":{"replicas":2}}'      //能增也能减
复制代码

通过打补丁方式设定控制器下pod滚动更新时最大不可用与最大激增

master ~]# kubectl patch deployment myapp-deploy -p '{"spec":{"strategy":{"rollingUpdate":{"maxSurge":1,"maxUnavailable":0}}}}'

金丝雀发布（灰度发布）过程

更新的暂停与回滚

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1.升级指定控制器下pod的镜像版本，仅当更新一个pod版本后不删除原来pod并暂停更新剩余pod资源。
# master ~]# kubectl set image deployment myapp-deploy myapp=nginx:v2 && kubectl rollout pause deployment myapp-deploy  # 低版本命令

  kubectl set image deployment/secret-files secret-files=124.222.68.142:10006/k8s/busybox:1.28 && kubectl rollout pause deployment/secret-files
  deployment.apps/secret-files image updated
  deployment.apps/secret-files paused

2.待一段时间后确认没问题了，再执行批量滚动更新
master ~]# kubectl  rollout resume deployment/myapp-deploy

3.查看pod运行情况与RS版本
master ~]# kubectl  get pods
master ~]# kubectl  get rs -o wide

4.查看该控制器历史版本
master ~]# kubectl  rollout  history deployment myapp-deploy

5.回滚至指定版本
master ~]# kubectl  rollout  undo  deployment myapp-deploy  --to-revision=1  //指定版本回滚，不加默认上一个版本


6.再次查看，已回滚至指定版本
master ~]# kubectl  get  rs  -o wide
复制代码

 

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