ReplicaSet和StatefulSet控制器介紹

今天小編給大家分享的是ReplicaSet和StatefulSet控制器的詳細介紹，相信大部分人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，話不多說，一起往下看吧。

#一、常見Pod控制器及含義

###1、 ReplicaSets

ReplicaSet是下一代復本控制器。ReplicaSet和 Replication Controller之間的唯一區別是現在的選擇器支持。Replication Controller只支持基于等式的selector（env=dev或environment!=qa），但ReplicaSet還支持新的，基于集合的selector（version in (v1.0, v2.0)或env notin (dev, qa)）。
大多數kubectl支持Replication Controller的命令也支持ReplicaSets。rolling-update命令有一個例外 。如果想要滾動更新功能，請考慮使用Deployments。此外， rolling-update命令是必須的，而Deployments是聲明式的，因此我們建議通過rollout命令使用Deployments。
雖然ReplicaSets可以獨立使用，但是今天它主要被 Deployments 作為協調pod創建，刪除和更新的機制。當使用Deployments時，不必擔心管理他們創建的ReplicaSets。Deployments擁有并管理其ReplicaSets。
###2、 Deployment
Deployment為Pod和Replica Set（下一代Replication Controller）提供聲明式更新。
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。

一個典型的用例如下：
1.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。
2.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。
3.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。
4.擴容Deployment以滿足更高的負載。
5.暫停Deployment來應用PodTemplateSpec的多個修復，然后恢復上線。
6.根據Deployment 的狀態判斷上線是否hang住了。
7.清除舊的不必要的ReplicaSet。

###3、 StatefulSet

StatefulSet是為了解決有狀態服務的問題（對應Deployments和ReplicaSets是為無狀態服務而設計），其應用場景包括
1.穩定的持久化存儲，即Pod重新調度后還是能訪問到相同的持久化數據，基于PVC來實現
2.穩定的網絡標志，即Pod重新調度后其PodName和HostName不變，基于Headless Service（即沒有Cluster IP的Service）來實現
3.有序部署，有序擴展，即Pod是有順序的，在部署或者擴展的時候要依據定義的順序依次依次進行（即從0到N-1，在下一個Pod運行之前所有之前的Pod必須都是Running和Ready狀態），基于init containers來實現
4.有序收縮，有序刪除（即從N-1到0）

從上面的應用場景可以發現，StatefulSet由以下幾個部分組成：
1.用于定義網絡標志（DNS domain）的Headless Service
2.用于創建PersistentVolumes的volumeClaimTemplates
3.定義具體應用的StatefulSet

StatefulSet中每個Pod的DNS格式為statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local，其中
1.serviceName為Headless Service的名字
2.0..N-1為Pod所在的序號，從0開始到N-1
3.statefulSetName為StatefulSet的名字
4.namespace為服務所在的namespace，Headless Servic和StatefulSet必須在相同的namespace
5.svc.cluster.local為Cluster Domain
###4、DaemonSet
DaemonSet保證在每個Node上都運行一個容器副本，常用來部署一些集群的日志、監控或者其他系統管理應用。典型的應用包括：
日志收集，比如fluentd，logstash等
系統監控，比如Prometheus Node Exporter，collectd，New Relic agent，Ganglia gmond等
系統程序，比如kube-proxy, kube-dns, glusterd, ceph等
#二、常用Pod控制器示例
###1、Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
name: myapp-deploy
spec:
replicas: 5
selector: 
matchLabels:
app: myapp
release: canary
template:
metadata:
labels:
app: myapp
release: canary
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v2
ports:
- name: httpd
containerPort: 80

###2、Deployment + DaemonSet

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: redis
namespace: default
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: redis
role: logstor
template:
metadata:
labels:
app: redis
role: logstor
spec:
containers:
- name: redis
image: redis:4.0-alpine
ports:
- name: redis
containerPort: 6379

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: filebeat-ds
spec:
selector:
matchLabels:
app: filebeat
release: stable
template:
metadata:
labels:
app: filebeat
release: stable
spec:
containers:

• name: filebeat
  image: ikubernetes/filebeat:5.6.5-alpine
  env:
  • name: REDIS_HOST
    value: redis.default.svc.cluster.local
  • name: REDIS_LOG_LEVEL
    value: info

    ###3、StatefulSet

    ---

    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
    name: nginx
    labels:
    app: nginx
    spec:
    ports:

    • port: 80
      name: web
      clusterIP: None
      selector:
      app: nginx

      apiVersion: apps/v1beta1
      kind: StatefulSet
      metadata:
      name: web
      spec:
      serviceName: "nginx"
      replicas: 2
      template:
      metadata:
      labels:
      app: nginx
      spec:
      containers:

• name: nginx
  image: gcr.io/google_containers/nginx-slim:0.8
  ports:
  • containerPort: 80
    name: web
    volumeMounts:
  • name: www
    mountPath: /usr/share/nginx/html
    volumeClaimTemplates:
    • metadata:
      name: www
      annotations:
      volume.alpha.kubernetes.io/storage-class: anything
      spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
      requests:
      storage: 1Gi

      #三、Pod完整示例字段講解

      yaml格式的pod定義文件完整內容：

      apiVersion: v1        #必選，版本號，例如v1
      kind: Pod       #必選，Pod
      metadata:       #必選，元數據
      name: string        #必選，Pod名稱
      namespace: string     #必選，Pod所屬的命名空間
      labels:       #自定義標簽

    • name: string      #自定義標簽名字
      annotations:        #自定義注釋列表
    • name: string
      spec:         #必選，Pod中容器的詳細定義
      containers:       #必選，Pod中容器列表
    • name: string      #必選，容器名稱
      image: string     #必選，容器的鏡像名稱
      imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent]  #獲取鏡像的策略 Alawys表示下載鏡像 IfnotPresent表示優先使用本地鏡像，否則下載鏡像，Nerver表示僅使用本地鏡像
      command: [string]     #容器的啟動命令列表，如不指定，使用打包時使用的啟動命令
      args: [string]      #容器的啟動命令參數列表
      workingDir: string      #容器的工作目錄
      volumeMounts:     #掛載到容器內部的存儲卷配置
    • name: string      #引用pod定義的共享存儲卷的名稱，需用volumes[]部分定義的的卷名
      mountPath: string     #存儲卷在容器內mount的絕對路徑，應少于512字符
      readOnly: boolean     #是否為只讀模式
      ports:        #需要暴露的端口庫號列表
    • name: string      #端口號名稱
      containerPort: int    #容器需要監聽的端口號
      hostPort: int     #容器所在主機需要監聽的端口號，默認與Container相同
      protocol: string      #端口協議，支持TCP和UDP，默認TCP
      env:        #容器運行前需設置的環境變量列表
    • name: string      #環境變量名稱
      value: string     #環境變量的值
      resources:        #資源限制和請求的設置
      limits:       #資源限制的設置
      cpu: string     #Cpu的限制，單位為core數，將用于docker run --cpu-shares參數
      memory: string      #內存限制，單位可以為Mib/Gib，將用于docker run --memory參數
      requests:       #資源請求的設置
      cpu: string     #Cpu請求，容器啟動的初始可用數量
      memory: string      #內存清楚，容器啟動的初始可用數量
      livenessProbe:      #對Pod內個容器健康檢查的設置，當探測無響應幾次后將自動重啟該容器，檢查方法有exec、httpGet和tcpSocket，對一個容器只需設置其中一種方法即可
      exec:       #對Pod容器內檢查方式設置為exec方式
      command: [string]   #exec方式需要制定的命令或腳本
      httpGet:        #對Pod內個容器健康檢查方法設置為HttpGet，需要制定Path、port
      path: string
      port: number
      host: string
      scheme: string
      HttpHeaders:
  • name: string
    value: string
    tcpSocket:      #對Pod內個容器健康檢查方式設置為tcpSocket方式
    port: number
    initialDelaySeconds: 0   #容器啟動完成后首次探測的時間，單位為秒
    timeoutSeconds: 0    #對容器健康檢查探測等待響應的超時時間，單位秒，默認1秒
    periodSeconds: 0     #對容器監控檢查的定期探測時間設置，單位秒，默認10秒一次
    successThreshold: 0
    failureThreshold: 0
    securityContext:
    privileged: false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重啟策略，Always表示一旦不管以何種方式終止運行，kubelet都將重啟，OnFailure表示只有Pod以非0退出碼退出才重啟，Nerver表示不再重啟該Pod
    nodeSelector: obeject   #設置NodeSelector表示將該Pod調度到包含這個label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:     #Pull鏡像時使用的secret名稱，以key：secretkey格式指定
    • name: string
      hostNetwork: false      #是否使用主機網絡模式，默認為false，如果設置為true，表示使用宿主機網絡
      volumes:        #在該pod上定義共享存儲卷列表
    • name: string      #共享存儲卷名稱 （volumes類型有很多種）
      emptyDir: {}      #類型為emtyDir的存儲卷，與Pod同生命周期的一個臨時目錄。為空值
      hostPath: string      #類型為hostPath的存儲卷，表示掛載Pod所在宿主機的目錄
      path: string      #Pod所在宿主機的目錄，將被用于同期中mount的目錄
      secret:       #類型為secret的存儲卷，掛載集群與定義的secre對象到容器內部
      scretname: string  
      items:
  • key: string
    path: string
    configMap:      #類型為configMap的存儲卷，掛載預定義的configMap對象到容器內部
    name: string
    items:
  • key: string
    path: string