Kubernetes 系列（五）：deployment

控制器又被称为工作负载，pod通过控制器实现应用的运维，比如伸缩、升级等
Kubernetes中内建了很多controller（控制器），这些相当于一个状态机，用来控制Pod的具体状态和行为

1、deployment：适合无状态的服务部署

2、StatefullSet：适合有状态的服务部署

3、DaemonSet：一次部署，所有的node节点都会部署，例如一些典型的应用场景：

运行集群存储 daemon，例如在每个Node上运行 glusterd、ceph

在每个Node上运行日志收集 daemon，例如 fluentd、 logstash

在每个Node上运行监控 daemon，例如 Prometheus Node Exporter

4、Job：一次性的执行任务

5、Cronjob：周期性的执行任务

Deployment控制器

Deployment实现了Pod 的“水平扩展 / 收缩”（horizontal scaling out/in），适合部署无状态的应用服务，用来管理pod和replicaset，具有上线部署、副本设定、滚动更新、回滚等功能，还可提供声明式更新，例如只更新一个新的Image。

Deployment如何控制pod

这些控制器被统一放在 kubernetes/pkg/controller 目录下，因为它们都遵循 Kubernetes 项目中的一个通用编排模式，即：控制循环（control loop）。

比如，现在有一种待编排的对象 X，它有一个对应的控制器。

那么，我就可以用一段 Go 语言风格的伪代码，为你描述这个控制循环：

for {
  实际状态 := 获取集群中对象X的实际状态（Actual State）
  期望状态 := 获取集群中对象X的期望状态（Desired State）
  if 实际状态 == 期望状态{
    什么都不做
  } else {
    执行编排动作，将实际状态调整为期望状态
  }
}

在具体实现中，实际状态往往来自于 Kubernetes 集群本身。比如，kubelet 通过心跳汇报的容器状态和节点状态，或者监控系统中保存的应用监控数据，或者控制器主动收集的它自己感兴趣的信息，这些都是常见的实际状态的来源。

而期望状态，一般来自于用户提交的 YAML 文件。比如，Deployment 对象中 Replicas 字段的值。很明显，这些信息往往都保存在 Etcd 中。

接下来，以 Deployment 为例，我和你简单描述一下它对控制器模型的实现：

Deployment 控制器从 Etcd 中获取到所有携带了“app: nginx”标签的 Pod，然后统计它们的数量，这就是实际状态；
Deployment 对象的 Replicas 字段的值就是期望状态；Deployment 控制器将两个状态做比较，然后根据比较结果，确定是创建 Pod，还是删除已有的 Pod。
可以看到，一个 Kubernetes 对象的主要编排逻辑，实际上是在第三步的“对比”阶段完成的。这个操作，通常被叫作调谐（Reconcile）。这个调谐的过程，则被称作“Reconcile Loop”（调谐循环）或者“Sync Loop”（同步循环）。

Deployment依赖ReplicaSet控制pod

当你更新了yaml模板中关于容器的相关配置（比如，修改了容器的镜像），那么 Deployment 就需要遵循一种叫作“滚动更新”（rolling update）的方式，来升级现有的容器。

而这个能力的实现，依赖的是 Kubernetes 项目中的一个非常重要的概念（API 对象）：ReplicaSet。

在你通过yaml创建（API 对象）ReplicaSet的 Metadata 里，都有一个字段叫作 ownerReference，用于保存当前这个 API 对象的拥有者（Owner）的信息。

这个ownerReference的go 结构体定义如下：

 1 // OwnerReference contains enough information to let you identify an owning
 2 // object. Currently, an owning object must be in the same namespace, so there
 3 // is no namespace field.
 4 type OwnerReference struct {
 5     // API version of the referent.
 6     APIVersion string `json:"apiVersion" protobuf:"bytes,5,opt,name=apiVersion"`
 7     // Kind of the referent.
 8     // More info: https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds
 9     Kind string `json:"kind" protobuf:"bytes,1,opt,name=kind"`
10     // Name of the referent.
11     // More info: http://kubernetes.io/docs/user-guide/identifiers#names
12     Name string `json:"name" protobuf:"bytes,3,opt,name=name"`
13     // UID of the referent.
14     // More info: http://kubernetes.io/docs/user-guide/identifiers#uids
15     UID types.UID `json:"uid" protobuf:"bytes,4,opt,name=uid,casttype=k8s.io/apimachinery/pkg/types.UID"`
16     // If true, this reference points to the managing controller.
17     // +optional
18     Controller *bool `json:"controller,omitempty" protobuf:"varint,6,opt,name=controller"`
19     // If true, AND if the owner has the "foregroundDeletion" finalizer, then
20     // the owner cannot be deleted from the key-value store until this
21     // reference is removed.
22     // Defaults to false.
23     // To set this field, a user needs "delete" permission of the owner,
24     // otherwise 422 (Unprocessable Entity) will be returned.
25     // +optional
26     BlockOwnerDeletion *bool `json:"blockOwnerDeletion,omitempty" protobuf:"varint,7,opt,name=blockOwnerDeletion"`
27 }

如果有如下yaml文件：

apiVersion: apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.10
        ports:
        - containerPort: 80

ysml