4. K8S 控制器

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总结摘要
本文系统介绍了 Kubernetes 中的核心控制器类型及其作用机制，重点对比了 ReplicaSet 与 Deployment 的功能差异，并详细说明了 DaemonSet、Job、CronJob 和 StatefulSet 等控制器的适用场景。通过 YAML 配置示例，展示了如何使用 ReplicaSet 管理 Pod 副本数量，以及如何通过 Deployment 实现声明式部署、滚动更新与版本回滚，强调了在生产环境中优先使用 Deployment 而非直接操作 ReplicaSet 的最佳实践。

Kubernetes 控制器

控制器类型

  • ReplicaSet（RS）：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主要的三个组件：

    • 用户期望的Pod数量

    • 标签选择器，判断哪个Pod归自己管理

    • 当现存的Pod数量不足时，会根据Pod资源模板进行新建

      注意：RS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因为不可以滚动更新和回滚，所以使用Deployment。

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

  • 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：周期性任务控制退出，不需要支持后台运行

  • StatefulSet：管理有状态应用

ReplicaSet 控制器

在k8s早期版本仅有ReplicationController（RC）一种Pod控制器，后来陆陆续续引入了更多的控制器，其中就包括ReolicaSet（RS）用于取代RC，RC与RS功能基本上相同，但是强烈要求使用RS，目前RC早已经被废弃。

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apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
# modify replicas according to your case
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
    tier: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
      tier: frontend
    spec:
      containers:
        - name: php-redis
          image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3

==注意：==

  • RS控制器是基于标签控制POD资源的
  • 缺少了POD副本会自己补全
  • 多出的POD副本会自己删除
  • 在更新Pod模板及升级应用时们需要手动删除老的版本
  • ReplicaSet确保任何时间都有指定数量的Pod副本在运行。然而Deployment是一个更高级的概念，它管理RepliceSet，并向Pod提供声明式的更新以及许多其他有的功能。因此，建议使用Deployment而不是直接使用RepliceSet，除非你需要自定义更新业务流程或根本不与要更新。

Deployment 控制器

Deployment是一个可以拥有ReplicaSet并使用声明方式在服务器端完成对Pods滚动更新的对象。尽管ReplicaSet可以独立使用，目前它们的主要用途是提供给Deployment作为编排Pod创建、删除和更新的一种机制。当使用Deployment时，你不必关心如何管理它所创建的ReplicaSet，Dempolyment拥有并管理其ReplicaSet。因此，建议在需要ReplicaSet时使用Deployment。

只需要在Deployment中描述想要的目标状态是什么，Deployment controller就会将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。

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80