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kubernetes之常用核心資源物件

2022-06-24 06:01:34

部門產品線本身是做DEVOPS平臺，最近部署架構也在往K8S上靠了，不得不學一下K8S。自己搭建了K8S叢集與harbor倉庫來學習。

1、kubernetes之常用核心資源物件

1.1、K8s服務部署

Kubernetes: 用來編排（管理）容器的，但是kubernetes不直接部署容器，而是通過部署一個pod服務來間接管理容器，pod內部封裝的是一個容器。

1.2、POD

POD是kubernetes叢集的最小任務排程單元。
Kubernetes裡的所有資源物件都可以採用YAML或者JSON格式的檔案來定義描述。比如下面的POD定義：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mytomcat
  labels:
    name: mytomcat
spec:
  containers:
  - name: mytomcat
    image: harbor.hyz.com/library/mytomcat:v1
    prots:
    - containerPort: 8080

1.3、標籤label

標籤定義：標籤用於區分物件（比如Pod、Service），鍵/值對存在；每個資源物件可以有多個標籤，通過標籤關聯物件。
Kubernetes中任意API物件都是通過Label進行標識，Label的實質是一系列的Key/Value鍵值對，其中key於value由使用者自己指定。
Label可以附加在各種資源物件上，如Node、Pod、Service、RC等，一個資源物件可以定義任意數量的Label，同一個Label也可以被新增到任意數量的資源物件上去。
Label是Replication Controller和Service執行的基礎，二者通過Label來進行關聯Node上執行的Pod。
我們可以通過給指定的資源物件捆綁一個或者多個不同的Label來實現多維度的資源分組管理功能，以便於靈活、方便的進行資源分配、排程、設定等管理工作。
一些常用的Label如下：
版本標籤："release":"stable","release":"canary"......
環境標籤："environment":"dev","environment":"qa","environment":"production"
架構標籤："tier":"frontend","tier":"backend","tier":"middleware"
分割區標籤："partition":"customerA","partition":"customerB"
質量管控標籤："track":"daily","track":"weekly"
問題： 在伺服器部署的容器雲環境中，有成千上萬個POD服務，那麼副本控制器是如何知道哪些pod服務被當前的副本控制器控制？
答案： 通過標籤確定哪些服務屬於誰控制；

1.4、volume

Volume是kubernetes抽象出來的資料儲存資源物件；和docker的volume沒有關係，volume資料卷會把儲存媒介（磁碟，網路檔案系統）中資料掛載到pod服務內容的容器中，volume是k8s管理的資料卷；

小結：
1、volume資料卷本身並不儲存資料，只是把資料給掛載到pod服務內部的容器中去，volume僅僅是k8s管理的資源物件
2、pod內部服務容器宕機了，volume資料卷不會丟失。
3、pod服務宕機，消失了。Volume資料卷也會消失，且資料全部丟失。

1.5、副本控制器

副本控制器資源物件名稱： ReplicationController(淘汰，只支援單個標籤選擇器), ReplicaSet（目前使用這款副本控制器，支援符合標籤選擇器）
作用：用來保證服務副本數量與預期所設定的數量保持一致，也就是說服務永遠保證服務處於高可用狀態。
場景：當服務上線部署後，一段時間後某一個服務（POD）宕機了，副本控制器立馬對服務進行重建，永遠保證服務數量等於之前所設定數量（例如： 規定服務叢集服務數量=3，副本控制將會永遠保證服務數量為3）；

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: tomcat-demo
        image: harbor.hyz.com/library/mytomcat:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: GET_HOST_FROM
          value: dns
        ports:
        - containerPort: 80

問題1： ReplicaSet副本控制器僅僅是控制POD副本數量（僅僅是一個副本控制器），不支援捲動更新，擴容縮容等；因此必須引入Deployment資源物件，實現服務捲動更新，擴容縮容。

1.6、Deployment

Deployment為Pod和ReplicaSet 提供了一個 宣告式定義方法，相當於RC/RS的升級版。其中一個最大升級功能是我們可以隨時知道當前pod「部署」的進度。
典型的應用場景：
（1）、定義Deployment 來建立 Pod 和 ReplicaSet
（2）、捲動升級和回滾應用
（3）、擴容和索容
（4）、暫停和繼續 Deployment
Deployment不僅僅可以捲動更新，而且可以進行回滾，如果發現升級到V2版本後，發現服務不可用，可以回滾到V1版本。

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

1.7、DaemonSet

DaemonSet確保全部（或者一些 [ node打上汙點（可以想象成一個標籤）,pod如果不定義容忍這個汙點，那麼pod就不會被排程器分配到這個node ]）Node上執行一個Pod的副本。當有Node加入叢集時，也會為他們新增一個Pod。當有Node從叢集移除時，這些Pod也會被回收。刪除DaemonSet將會刪除他建立的所有Pod,使用DaemonSet 的一些典型用法：
（1）在每個Node上執行紀錄檔收集Daemon,例如：fluentd、logstash.
（2）在每個Node上執行監控Daemon,例如：Prometheus Node Exporter
小結： DeamonSet控制器，讓每一個node節點都部署一個相同服務（副本），因此deamonSet通常被用來部署一些公共的服務。
這些公共服務，每一個節點都需要；
例如：
需求： 在服務叢集網路中，收集每一個節點的紀錄檔（每一個節點都需要部署一個收集紀錄檔程式）

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonset-logstash
  namespace: default
  labels:
    k8s: logstash
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: daemonset-logstash
  template:
    metadata:
      labels:
        name: daemonset-logstash
    spec:
      tolerations:
      # 這些容忍度設定是為了讓守護行程在控制平面節點上執行
      # 如果你不希望控制平面節點執行 Pod，可以刪除它們
      - key: node-role.kubernetes.io/control-plane
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: logstash
        image: logstash
        resources:
          limits:
            memory: 200Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
        - name: varlibdockercontainers
          mountPath: /var/lib/docker/containers
          readOnly: true
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log
      - name: varlibdockercontainers
        hostPath:
          path: /var/lib/docker/containers

參考：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/daemonset/