Kubernetes之Pod、 Replicaset、 Service、Deployment和Label

菲宇

发布于 2019-06-12 15:21:15

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文章被收录于专栏：菲宇

deploy控制RS，RS控制Pod，这一整套，向外提供稳定可靠的Service。

1、Pod:

Pod是一个逻辑概念，它是Kubernetes资源调度的单元，一般会把一组功能强相关的容器逻辑上称之为一个pod,Pod就是所说的实例。作为一个逻辑概念，pod本身没有资源，pod中的容器具有资源,创建pod，可以通过定义pod模块。 Pod是一组紧密关联的容器集合，它们共享PID、IPC、Network和UTS namespace，是Kubernetes调度的基本单位。Pod的设计理念是支持多个容器在一个Pod中共享网络和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务. 缺点: 不支持高并发, 高可用, 当Pod当机后无法自动恢复。

{
    "kind": "Pod",（资源类型）
    "apiVersion": "v1",  （资源版本）
    "metadata": {
        "name": "app-tomcat", （名字，唯一）
        "namespace": "default", (命名空间默认default)
        "labels": {
            "name": "app-tomcat" （label做为标识，可以跟RC，Service关联对应）
        }
    },
    "spec": {
        "containers": [
            {
                "name": "app-tomcat", (自定义镜像名称)
                "image": "tomcat", (要拉取的镜像)
                "command": [   (运行容器时，要运行的命令)
                    "/bin/bash",
                    "/opt/apache-tomcat-7.0.57/bin/catalina.sh",
                    "run"
                ],
                "env": [  （环境变量K,V）
                    {
                        "name": "url_addr",
                        "value": "http://192.168.54.66:8080/paas/jsp/index.jsp"
                    }
                ],
                "resources": { （对容器资源限制）
                    "limits": {
                        "cpu": "1",
                        "memory": "1073741824"
                    },
                    "requests": {
                        "cpu": "100m",
                        "memory": "104857600"
                    }
                },
                "imagePullPolicy": "Always" (获取镜像策略Always,Never,IfNotPresent)
            }
        ],
        "restartPolicy": "Always", (pod重启策略,Always,OnFailure,Never)
        "dnsPolicy": "ClusterFirst",
        "nodeSelector": {  (选择将该pod调度到包含这些label的Node上)
            "group": "node1"
        }
    }
}

Pod的状态

pods生命周期

状态描述 Pending 容器尚未启动成功，它包括从pod被创建到调度、然后到拉镜像开始部署这个过程 Running 容器启动成功 Succeeded 容器退出，返回码是0，并且容器不会再被重新启动 Failed 容器异常退出 Unknown 状态未知，获取不到容器的状态，当出现异常时会有这种状态，例如pod所在的机器故障，或者pod所在的机器上Kubernetes的组件异常。

创建Pod # vi pod.yaml

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata:
  name: demo 
  spec: 
  containers: 
  - image: httpd 
  name: httpd 
  imagePullPolicy: Always

# kubectl create -f pod.yaml 查看Pod # kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE 
demo 1/1 Running 0 8d

# kubectl describe pods 删除Pod # kubectl delete pod demo

2、ReplicationController

ReplicationController（简称rc）是pod的复制抽象，用于解决pod的扩容缩容问题。通常，分布式应用为了性能或高可用性的考虑，需要复制多份资源，并且根据负载情况动态伸缩。通过replicationController，我们可以指定一个应用需要几份复制，Kubernetes将为每份复制创建一个pod，并且保证实际运行pod数量总是与该复制数量相等(例如，当前某个pod宕机时，自动创建新的pod来替换)。

RC中selector设置一个label，去关联pod的label，selector的label与pod的label相同，那么该pod就是该rc的一个实例；RC中Replicas设置副本数大小，系统根据该值维护pod的副本数。 Replicaset在继承Pod的所有特性的同时, 它可以利用预先创建好的模板定义副本数量并自动控制, 通过改变Pod副本数量实现Pod的扩容和缩容缺点: 无法修改template模板, 也就无法发布新的镜像版本 RC模块（内置pod模块）：

{
    "kind": "ReplicationController",
    "apiVersion": "v1",
    "metadata": {
        "name": "app-tomcat",
        "namespace": "default",
        "labels": {
            "name": "app-tomcat"
        }
    },
    "spec": {
        "replicas": 2（副本数）,
        "selector": {
            "name": "app-tomcat（选择的pod的label）"
        },
        "template": {
            "metadata": {
                "labels": {
                    "name": "app-tomcat（pod的label）"
                }
            },
            "spec": {
                "containers": [
                    {
                        "name": "kaifa2-group-tomcat",
                        "image": "192.168.54.64:5000/tomcat-248:V1.0",
                        "command": [
                            "/bin/bash",
                            "/opt/apache-tomcat-7.0.57/bin/catalina.sh",
                            "run"
                        ],
                        "env": [
                            {
                                "name": "url_addr",
                                "value": "http://192.168.54.64:8080/paas/jsp/index.jsp"
                            }
                        ],
                        "resources": {
                            "limits": {
                                "cpu": "1",
                                "memory": "1073741824"
                            },
                            "requests": {
                                "cpu": "100m",
                                "memory": "104857600"
                            }
                        },
                        "imagePullPolicy": "Always"
                    }
                ],
                "restartPolicy": "Always",
                "nodeSelector": {
                    "group": "node1"
                }
            }
        }
    }
}

创建Replicaset

# vi replicaset.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: demo-rc
  labels:
    app: demo-rc
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: demo-rc
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo-rc
    spec:
      containers:
      - name: httpd
        image: httpd
        imagePullPolicy: Always

# kubectl create -f replicaset.yaml

查看replicaset

# kubectl get replicaset

NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
demo-rc    1/1       Running      0       8d

# kubectl describe replicaset

删除replicaset

# kubectl delete replicaset demo-rc

3、Service

service是pod的路由代理抽象，用于解决pod之间的服务发现问题，即上下游pod之间使用的问题。传统部署方式中，实例所在的主机ip（或者dns名字）一般是不会改变的，但是pod的运行状态可动态变化(比如容器重启、切换机器了、缩容过程中被终止了等)，所以访问端不能以写死IP的方式去访问该pod提供的服务。service的引入旨在保证pod的动态变化对访问端透明，访问端只需要知道service的地址，由service来提供代理。

Service的模板：

{
    "kind": "Service",
    "apiVersion": "v1",
    "metadata": {
        "name": "tomcat-yefp",
        "namespace": "default",
        "labels": {
            "name": "tomcat-yefp"
        }
    },
    "spec": {
        "ports": [
            {
                "protocol": "TCP",
                "port": 8080（访问端口）,
                "targetPort": 8080
            }
        ],
        "selector": {
            "name": "app-tomcat（选择的pod的label）"
        },
        "type": "ClusterIP",
        "sessionAffinity": "None"
    }
}

EndPoint Endpoint是可被访问的服务端点，即一个状态为running的pod，它是service访问的落点，只有service关联的pod才可能成为endpoint。 Endpoint、service和pod的关系：

更改NodePort限制 Kubernetes默认对外的NodePort限制范围为30000-32767, 这里如果要使用一些常用的端口(80, 8080, 443)需将这个范围放大. # vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml 在--service-cluster-ip-range与insecure-port间添加如下node port配置 - --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12 - --service-node-port-range=0-32767 - --insecure-port=0 重启服务 # systemctl restart kubelet 创建Service # vi svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: demo
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      nodePort: 80
  selector:
    app: httpd-demo

# kubectl create -f svc.yaml Tip: 如果要对某一Pod或deployment添加对外访问端口, 这里service添加的selector的键值需与之相对应. 查看开放端口 # kubectl get svc demo NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE demo NodePort 10.100.96.157 <none> 80:80/TCP 1h # kubectl describe service demo Name: demo Namespace: default Labels: <none> Annotations: <none> Selector: app=httpd-demo Type: NodePort IP: 10.100.96.157 Port: <unset> 80/TCP TargetPort: 80/TCP NodePort: <unset> 80/TCP Endpoints: 10.244.0.36:80,10.244.0.37:80 Session Affinity: None External Traffic Policy: Cluster Events: <none>

4、Deployment

Deployment在继承Pod和Replicaset的所有特性的同时, 它可以实现对template模板进行实时滚动更新并具备我们线上的Application life circle的特性. 创建Deployment # vi deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: httpd-deployment
  labels:
    app: httpd-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: httpd-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: httpd-demo
    spec:
      containers:
      - name: httpd
        image: httpd
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 80
        env:
        - name: VERSION
          value: "v1"

# kubectl create -f deployment.yaml 查看Deployment # kubectl get deployment NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE httpd-deployment 2 2 2 2 8d # kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE httpd-deployment-956697567-8mqch 1/1 Running 0 8d 10.244.0.36 kube-master httpd-deployment-956697567-wcbs6 1/1 Running 0 8d 10.244.0.37 kube-master # kubectl describe deployment 更新deployment 通过此命令可以呼出vi编辑器对模板进行编辑. # kubectl edit -f deployment.yaml 通过此命令使当前编辑结果生效. # kubectl apply -f deployment.yaml 再次查看可以看到老版本的deployment已经下架, 新版本的已经生效. # kubectl get deployment NAME DESIRED CURRENT READY AGE httpd-deployment-6b98d94474 0 0 0 1m httpd-deployment-956697567 2 2 2 7m 扩容与缩容可以修改replicas的赋值对deployment进行扩容与缩容 # kubectl scale deployment/httpd-deployment --replicas=1 删除deployment # kubectl delete deployment httpd-deployment

5、Lable

Label是attach到Pod的一对键/值对，用来传递用户定义的属性。比如，你可能创建了一个"tier"和“app”标签，通过Label（tier=frontend, app=myapp）来标记前端Pod容器，使用Label（tier=backend, app=myapp）标记后台Pod。然后可以使用Selectors选择带有特定Label的Pod，让具体某一个Pod或者Deployment去使用某一个Service实现特定的网络配置.