k8s的ReplicaSet，DaemonSet及標簽

環境介紹

基于[ https://blog.51cto.com/14320361/2464655]() 的實驗繼續進行

ReplicaSet簡單介紹

1. RC：ReplicationController（老一代的pod控制器）

用來確保由其管控的Pod對象副本數量，能夠滿足用戶期望，多則刪除，少則通過模本創建

特點：

• ? 確保Pod資源對象的數量精準。
• ? 確保pod健康運行。
• ? 彈性伸縮

同樣，它也可以通過yaml或json格式的資源清單來創建。其中spec字段一般嵌套以下字段：

• ? replicas：期望的Pod對象副本數量。
• ? selector：當前控制器匹配Pod對此項副本的標簽選擇器
• ? template：pod副本的模板

與RC相比而言，RS不僅支持基于等值的標簽選擇器，而且還支持基于集合的標簽選擇器。

2. 標簽：解決同類型的資源對象，為了更好的管理，按照標簽分組。

常用的標簽分類：

• ? release（版本）：stable（穩定版）、canary（金絲雀版本）、beta（測試版本）
• ? environment（環境變量）：dev（開發）、qa（測試）、production（生產）
• ? application（應用）：ui、as（application software應用軟件）、pc、sc
• ? tier（架構層級）：frontend（前端）、backend（后端）、cache（緩存）
• ? partition（分區）：customerA（客戶A）、customerB（客戶B）
• ? track（品控級別）：daily（每天）、weekly（每周）

標簽要做到：見名知意。

3.測試

（1）編寫一個pod的yaml文件

[root@master ~]# vim label.yaml 

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: labels
  labels:
    env: qa
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: httpd

<1>執行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f label.yaml  --record 

<2>查看一下

[root@master ~]# kubectl get pod  --show-labels 
//通過--show-labels顯示資源對象的

[root@master ~]# kubectl get po -L env,tier
//顯示某個鍵對應的值

[root@master ~]# kubectl get po -l env,tier
//通過-l 查看僅包含某個標簽的資源。

（2）添加標簽

[root@master ~]# kubectl label pod  labels app=pc
//給pod資源添加標簽

（3）修改標簽

[root@master ~]# kubectl label pod labels env=dev --overwrite
//修改標簽

[root@master ~]# kubectl get pod -l tier --show-labels 
//查看標簽

（4）編寫一個service的yaml文件

[root@master ~]# vim service.yaml
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    env: qa
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 90
    targetPort: 80
    nodePort: 30123

<1>執行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f service.yaml 

<2>查看一下

[root@master ~]# kubectl describe svc

<3>訪問一下

[root@master ~]# curl 127.0.0.1:30123

如果標簽有多個，標簽選擇器選擇其中一個，也可以關聯成功。相反，如果選擇器有多個，那么標簽必須完全滿足條件，才可以關聯成功。

4. 標簽選擇器：標簽的查詢過濾條件。

[基于等值關系的（equality-based）]()：“=”，“==”，“！ =”前面兩個都是相等，最后一個是不等于。

[基于集合關系（set-based）]():in、notin、exists三種。選擇器列表間為“邏輯與”關系，使用ln或者NotIn操作時，其valuas不強制要求為非空的字符串列表，而使用Exists或DostNotExist時，其values必須為空

使用標簽選擇器的邏輯：

• 同時指定的多個選擇器之間的邏輯關系為“與”操作。
• 使用空值的標簽選擇器意味著每個資源對象都將把選中。
• 空的標簽選擇器無法選中任何資源。

（1）例子

編寫一個selector的yaml'文件

[root@master ~]# vim selector.yaml
selector:
  matchLabels:
    app: nginx
  mathExpressions:
    - {key: name,operator: In,values: [zhangsan,lisi]}
    - {key: age,operator: Exists,values:}

• selector：當前控制器匹配Pod對此項副本的標簽選擇器
• matchLabels: 指定鍵值對表示的標簽選擇器。
• mathExpressions:：基于表達式來指定的標簽選擇器。

DaemonSet

它也是一種pod控制器。

RC，RS , deployment , daemonset.都是pod控制器。statfukSet，RBAC

1. 使用場景：

如果必須將pod運行在固定的某個或某幾個節點，且要優先于其他的pod的啟動。通常情況下，默認會將每一個節點都運行，并且只能運行一個pod。這種情況推薦使用DeamonSet資源對象。

• 監控程序；
• 日志收集程序；
• 集群存儲程序；

[root@master ~]# kubectl get ds -n kube-system 
//查看一下DaemonSet

2. DaemonSet 與 Deployment 的區別

• Deployment 部署的副本 Pod 會分布在各個 Node 上，每個 Node 都可能運行好幾個副本。
• DaemonSet 的不同之處在于：每個 Node 上最多只能運行一個副本。

3. 運行一個web服務，在每一個節點運行一個pod。

[root@master ~]# vim daemonset.yaml

kind: DaemonSet
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: test-ds
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        name: test-ds
    spec:
      containers:
      - name: test-ds
        image: httpd

<1>執行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f daemonset.yaml 

<2>查看一下

[root@master ~]# kubectl get ds

總結

1）總結RC、RS、Deplyment、DaemonSet控制器的特點及使用場景。

<1>Replication Controller（RC）

介紹及使用場景

Replication Controller簡稱RC，RC是Kubernetes系統中的核心概念之一，簡單來說，RC可以保證在任意時間運行Pod的副本數量，能夠保證Pod總是可用的。如果實際Pod數量比指定的多那就結束掉多余的，如果實際數量比指定的少就新啟動一些Pod，當Pod失敗、被刪除或者掛掉后，RC都會去自動創建新的Pod來保證副本數量，所以即使只有一個Pod，我們也應該使用RC來管理我們的Pod。

主要功能

• 確保pod數量：RC用來管理正常運行Pod數量，一個RC可以由一個或多個Pod組成，在RC被創建后，系統會根據定義好的副本數來創建Pod數量。在運行過程中，如果Pod數量小于定義的，就會重啟停止的或重新分配Pod，反之則殺死多余的。
• 確保pod健康：當pod不健康，運行出錯或者無法提供服務時，RC也會殺死不健康的pod，重新創建新的。
• 彈性伸縮 ：在業務高峰或者低峰期的時候，可以通過RC動態的調整pod的數量來提高資源的利用率。同時，配置相應的監控功能（Hroizontal Pod Autoscaler），會定時自動從監控平臺獲取RC關聯pod的整體資源使用情況，做到自動伸縮。
• 滾動升級：滾動升級為一種平滑的升級方式，通過逐步替換的策略，保證整體系統的穩定，在初始化升級的時候就可以及時發現和解決問題，避免問題不斷擴大。

<2>Replication Set（RS）

被認為 是“升級版”的RC。RS也是用于保證與label selector匹配的pod數量維持在期望狀態。

實際上RS和RC的功能基本一致，目前唯一的一個區別就是RC只支持基于等式的selector（env=dev或app=nginx），但RS還支持基于集合的selector（version in (v1, v2)），這對復雜的運維管理就非常方便了。

kubectl命令行工具中關于RC的大部分命令同樣適用于我們的RS資源對象。不過我們也很少會去單獨使用RS，它主要被Deployment這個更加高層的資源對象使用，除非用戶需要自定義升級功能或根本不需要升級Pod，在一般情況下，我們推薦使用Deployment而不直接使用Replica Set。

區別在于

1、RC只支持基于等式的selector（env=dev或environment!=qa），但RS還支持新的，基于集合的selector（version in (v1.0, v2.0)或env notin (dev, qa)），這對復雜的運維管理很方便。

2、升級方式

• RS不能使用kubectlrolling-update進行升級
• kubectl rolling-update專用于rc
• RS升級使用deployment或者kubectl replace命令
• 社區引入這一API的初衷是用于取代vl中的RC，也就是說當v1版本被廢棄時，RC就完成了它的歷史使命，而由RS來接管其工作

<3>DaemonSet

1. 特點：

如果必須將pod運行在固定的某個或某幾個節點，且要優先于其他的pod的啟動。通常情況下，默認會將每一個節點都運行，并且只能運行一個pod。這種情況推薦使用DeamonSet資源對象。

一個DaemonSet對象能確保其創建的Pod在集群中的每一臺（或指定）Node上都運行一個副本。如果集群中動態加入了新的Node，DaemonSet中的Pod也會被添加在新加入Node上運行。刪除一個DaemonSet也會級聯刪除所有其創建的Pod。

2. 使用環境

• 監控程序；
• 日志收集程序；
• 集群存儲程序；

<4>Deployment

1. 什么是Deployment

Kubernetes Deployment提供了官方的用于更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法，您可以在Deployment對象中只描述您所期望的理想狀態（預期的運行狀態），Deployment控制器為您將現在的實際狀態轉換成您期望的狀態，例如，您想將所有的webapp:v1.0.9升級成webapp:v1.1.0，您只需創建一個Deployment，Kubernetes會按照Deployment自動進行升級。現在，您可以通過Deployment來創建新的資源（pod，rs，rc），替換已經存在的資源等。

你只需要在Deployment中描述你想要的目標狀態是什么，Deployment controller就會幫你將Pod和Replica Set的實際狀態改變到你的目標狀態。你可以定義一個全新的Deployment，也可以創建一個新的替換舊的Deployment。

2. 典型的用例

• 使用Deployment來創建ReplicaSet。ReplicaSet在后臺創建pod。檢查啟動狀態，看它是成功還是失敗。
• 然后，通過更新Deployment的PodTemplateSpec字段來聲明Pod的新狀態。這會創建一個新的ReplicaSet，Deployment會按照控制的速率將pod從舊的ReplicaSet移動到新的ReplicaSet中。
• 如果當前狀態不穩定，回滾到之前的Deployment revision。每次回滾都會更新Deployment的revision。
• 擴容Deployment以滿足更高的負載。
• 暫停Deployment來應用PodTemplateSpec的多個修復，然后恢復上線。
• 根據Deployment 的狀態判斷上線是否hang住了。
• 清除舊的不必要的ReplicaSet。

3. 使用環境

Deployment集成了上線部署、滾動升級、創建副本、暫停上線任務，恢復上線任務，回滾到以前某一版本（成功/穩定）的Deployment等功能，在某種程度上，Deployment可以幫我們實現無人值守的上線，大大降低我們的上線過程的復雜溝通、操作風險。

• 定義Deployment來創建Pod和ReplicaSet
• 滾動升級和回滾應用
• 擴容和縮容
• 暫停和繼續Deployment

3. DaemonSet 與 Deployment 的區別

• Deployment 部署的副本 Pod 會分布在各個 Node 上，每個 Node 都可能運行好幾個副本。
• DaemonSet 的不同之處在于：每個 Node 上最多只能運行一個副本。

2）使用DaemonSet控制器運行httpd服務，要求名稱以自己的名稱命名。標簽為：tier=backend,env=dev.

[root@master ~]# vim daemonset.yaml 
kind: DaemonSet
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: xgp-ds
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: backend
        env: dev
    spec:
      containers:
      - name: xgp-ds
        image: httpd

查看一下

[root@master ~]# kubectl get pod  --show-labels 

[root@master ~]# kubectl get pod -L env,tier

3) 創建service資源對象與上述資源進行關聯，要有驗證。

[root@master ~]# vim service.yaml 
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: service
spec: 
  type: NodePort
  selector: 
    env: dev
  ports:    
  - protocol: TCP
    port: 90 
    targetPort: 80
    nodePort: 30123 

執行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f service.yaml 

查看一下

[root@master ~]# kubectl describe svc

訪問一下

[root@master ~]# curl 127.0.0.1:30123

4）整理關于標簽和標簽選擇器都有什么作用？

<1>標簽：解決同類型的資源對象，為了更好的管理，按照標簽分組。

<2>標簽選擇器：標簽的查詢過濾條件。