Kubernetes学习之路（十二）之Pod控制器--ReplicaSet、Deployment

一、Pod控制器及其功用

Pod控制器是用于实现管理pod的中间层，确保pod资源符合预期的状态，pod的资源出现故障时，会尝试进行重启，当根据重启策略无效，则会重新新建pod的资源。

pod控制器有多种类型：

ReplicaSet: 代用户创建指定数量的pod副本数量，确保pod副本数量符合预期状态，并且支持滚动式自动扩容和缩容功能。
ReplicaSet主要三个组件组成：
　　（1）用户期望的pod副本数量
　　（2）标签选择器，判断哪个pod归自己管理
　　（3）当现存的pod数量不足，会根据pod资源模板进行新建
帮助用户管理无状态的pod资源，精确反应用户定义的目标数量，但是RelicaSet不是直接使用的控制器，而是使用Deployment。

Deployment：工作在ReplicaSet之上，用于管理无状态应用，目前来说最好的控制器。支持滚动更新和回滚功能，还提供声明式配置。

DaemonSet：用于确保集群中的每一个节点只运行特定的pod副本，通常用于实现系统级后台任务。比如ELK服务
特性：服务是无状态的
服务必须是守护进程

Job：只要完成就立即退出，不需要重启或重建。

Cronjob：周期性任务控制，不需要持续后台运行，

StatefulSet：管理有状态应用

二、ReplicaSet控制器

ReplicationController用来确保容器应用的副本数始终保持在用户定义的副本数，即如果有容器异常退出，会自动创建新的Pod来替代；而如果异常多出来的容器也会自动回收。

在新版本的Kubernetes中建议使用ReplicaSet来取代ReplicationController。ReplicaSet跟ReplicationController没有本质的不同，只是名字不一样，并且ReplicaSet支持集合式的selector。

虽然ReplicaSet可以独立使用，但一般还是建议使用 Deployment 来自动管理ReplicaSet，这样就无需担心跟其他机制的不兼容问题（比如ReplicaSet不支持rolling-update但Deployment支持）。

ReplicaSet示例：

（1）命令行查看ReplicaSet清单定义规则
[root@k8s-master ~]# kubectl explain rs
[root@k8s-master ~]# kubectl explain rs.spec
[root@k8s-master ~]# kubectl explain rs.spec.template

（2）新建ReplicaSet示例
[root@k8s-master ~]# vim rs-demo.yaml

apiVersion: apps/v1　　#api版本定义
kind: ReplicaSet　　#定义资源类型为ReplicaSet
metadata:　　#元数据定义
    name: myapp
    namespace: default
spec:　　#ReplicaSet的规格定义
    replicas: 2　　#定义副本数量为2个
    selector:　　　　#标签选择器，定义匹配pod的标签
        matchLabels:
            app: myapp
            release: canary
    template:　　#pod的模板定义
        metadata:　　#pod的元数据定义
            name: myapp-pod　　　#自定义pod的名称　
            labels: 　　#定义pod的标签，需要和上面定义的标签一致，也可以多出其他标签
                app: myapp
                release: canary
                environment: qa
        spec:　　#pod的规格定义
            containers:　　#容器定义
            - name: myapp-container　　#容器名称
              image: ikubernetes/myapp:v1　　#容器镜像
              ports:　　#暴露端口
              - name: http
                containerPort: 80

（3）创建ReplicaSet定义的pod                
[root@k8s-master ~]# kubectl create -f rs-demo.yaml
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods　　#获取pod信息
[root@k8s-master ~]# kubectl describe pods myapp-***　　#查看pod详细信息

（4）修改pod的副本数量
[root@k8s-master ~]# kubectl edit rs myapp
replicas: 5
[root@k8s-master ~]# kubectl get rs -o wide

（5）修改pod的镜像版本
[root@k8s-master ~]# kubectl edit rs myapp

image: ikubernetes/myapp:v2

[root@k8s-master ~]# kubectl delete pods myapp-*** 　　#修改了pod镜像版本，pod需要重建才能达到最新版本
[root@k8s-master ~]# kubectl create -f rs-demo.yaml

三、Deployment控制器

Deployment为Pod和Replica Set（下一代Replication Controller）提供声明式更新。

只需要在 Deployment 中描述想要的目标状态是什么，Deployment controller 就会帮您将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。也可以定义一个全新的 Deployment 来创建 ReplicaSet 或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换。

Kubernetes学习之路（十二）之Pod控制器--ReplicaSet、Deployment

典型的用例如下：

（1）使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建pod。检查启动状态，看它是成功还是失败。
（2）然后，通过更新Deployment的PodTemplateSpec字段来声明Pod的新状态。这会创建一个新的ReplicaSet，Deployment会按照控制的速率将pod从旧的ReplicaSet移动到新的ReplicaSet中。
（3）如果当前状态不稳定，回滚到之前的Deployment revision。每次回滚都会更新Deployment的revision。
（4）扩容Deployment以满足更高的负载。
（5）暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复，然后恢复上线。
（6）根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。
（7）清除旧的不必要的 ReplicaSet。

1、解析Deployment Spec

首先看一个官方的nginx-deployment.yaml的例子：

apiVersion: v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
        app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

在所有的 Kubernetes 配置中，Deployment 也需要apiVersion，kind和metadata这些配置项。如下：

[root@k8s-master ~]# kubectl explain deployment
KIND:     Deployment
VERSION:  extensions/v1beta1

DESCRIPTION:
     DEPRECATED - This group version of Deployment is deprecated by
     apps/v1beta2/Deployment. See the release notes for more information.
     Deployment enables declarative updates for Pods and ReplicaSets.

FIELDS:
   apiVersion    <string>
     APIVersion defines the versioned schema of this representation of an
     object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal
     value, and may reject unrecognized values. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#resources

   kind    <string>
     Kind is a string value representing the REST resource this object
     represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits
     requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds

   metadata    <Object>
     Standard object metadata.

   spec    <Object>
     Specification of the desired behavior of the Deployment.

   status    <Object>
     Most recently observed status of the Deployment.

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