Pod控制器与配置资源管理 【K8S （七）】

目录

一、Pod控制器

1、Pod 控制器概述

2、Pod 控制器的类型

3、Deployment 控制器

3.1 特点

3.2 案列

3.3 查看控制器配置

4、StatefulSet 控制器（有状态）

4.1 特点

4.2 三个核心组件

4.3 StatefulSet + NFS 持久卷(案列)

4.3.1 定义 Headless Service

4.3.2 定义 StatefulSet 动态

4.3.3 创建与验证

4.3.4 滚动更新

4.3.5 总结

5、DaemonSet 控制器

5.1 功能

5.2 案列

6、Job 控制器

6.1 功能

7、CronJob 控制器

7.1 功能

8、无状态 vs 有状态 应用对比

9、常规 Service 与 Headless Service 对比

10、总结

一、Pod控制器

1、Pod 控制器概述

Pod 控制器（Controller）又称为工作负载（Workload），是 Kubernetes 中用于 管理 Pod 的中间层。

它的职责是确保集群中的 Pod 资源始终符合用户定义的“期望状态”。

功能

• 保证 Pod 副本数量与期望一致
• Pod 异常退出时，自动根据重启策略重建
• 支持伸缩（扩容/缩容）、滚动更新、回滚

2、Pod 控制器的类型

3、Deployment 控制器

3.1 特点

• 管理无状态应用
• 支持滚动更新与回滚
• 声明式配置更新
• 与 ReplicaSet 协作使用

3.2 案列

vim nginx-deployment.yaml 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:1.15.4 ports: - containerPort: 80 kubectl create -f nginx-deployment.yaml kubectl get pods,deploy,rs

3.3 查看控制器配置

kubectl edit deployment/nginx-deployment apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: annotations: deployment.kubernetes.io/revision: "1" creationTimestamp: "2021-04-19T08:13:50Z" generation: 1 labels: app: nginx #Deployment资源的标签 name: nginx-deployment namespace: default resourceVersion: "167208" selfLink: /apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/deployments/nginx- deployment uid: d9d3fef9-20d2-4196-95fb-0e21e65af24a spec: progressDeadlineSeconds: 600 replicas: 3 #期望的pod数量，默认是1 revisionHistoryLimit: 10 selector: matchLabels: app: nginx strategy: rollingUpdate: maxSurge: 25% #升级过程中会先启动的新Pod的数量不超过期望的Pod数量的25%，也可以是一个绝对值 maxUnavailable: 25% #升级过程中在新的Pod启动好后销毁的旧Pod的数量不超过期望的Pod数量的25%，也可以是一个绝对值 type: RollingUpdate #滚动升级 template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: nginx #Pod副本关联的标签 spec: containers: - image: nginx:1.15.4 #镜像名称 imagePullPolicy: IfNotPresent #镜像拉取策略 name: nginx ports: - containerPort: 80 #容器暴露的监听端口 protocol: TCP resources: {} terminationMessagePath: /dev/termination-log terminationMessagePolicy: File dnsPolicy: ClusterFirst restartPolicy: Always #容器重启策略 schedulerName: default-scheduler securityContext: {} terminationGracePeriodSeconds: 30 ...... ##查看历史版本 [root@master01 ~]# kubectl rollout history deployment nginx-deployment deployment.apps/nginx-deployment REVISION CHANGE-CAUSE 1 <none>

4、StatefulSet 控制器（有状态）

4.1 特点

1. 稳定存储：基于 PVC 实现，每个 Pod 独立存储

2. 稳定网络标识：Pod 名称和 DNS 名称固定

3. 有序部署/删除：从 0 → N-1 创建，从 N-1 → 0 删除

4. 依赖 Headless Service

4.2 三个核心组件

1. Headless Service（无头服务）：用于为Pod资源标识符生成可解析的DNS记录。

2. volumeClaimTemplates（存储卷申请模板）：基于静态或动态PV供给方式为Pod资源提供专有的固定存储。

3. StatefulSet：用于管控Pod资源。

4.3 StatefulSet + NFS 持久卷(案列)

4.3.1 定义 Headless Service

vim stateful-headless.yaml apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: myapp-svc spec: ports: - port: 80 name: web clusterIP: None selector: app: myapp-pod kubectl apply -f stateful-headless.yaml

4.3.2 定义 StatefulSet 动态

vim stateful-demo.yaml apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: myapp spec: serviceName: myapp-svc replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp-pod template: metadata: labels: app: myapp-pod spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - containerPort: 80 name: web volumeMounts: - name: myappdata mountPath: /usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates: - metadata: name: myappdata annotations: #动态PV创建时，使用annotations在PVC里声明一个StorageClass对象的标识进行关联 volume.beta.kubernetes.io/storage-class: nfs-client-storageclass spec: accessModes: ["ReadWriteOnce"] resources: requests: storage: 2Gi

解析上例：由于 StatefulSet 资源依赖于一个实现存在的 Headless 类型的 Service 资源，所以需要先定义一个名为 myapp-svc 的 Headless Service 资源，用于为关联到每个 Pod 资源创建 DNS 资源记录。接着定义了一个名为 myapp 的 StatefulSet 资源，它通过 Pod 模板创建了 3 个 Pod 资源副本，并基于 volumeClaimTemplates 向前面创建的PV进行了请求大小为 2Gi 的专用存储卷。

4.3.3 创建与验证

kubectl apply -f stateful-demo.yaml

kubectl get sts,pvc,pv,pods

4.3.4 滚动更新

#StatefulSet 控制器将在 StatefulSet 中删除并重新创建每个 Pod。它将以与 Pod 终止相同的顺序进行（从最大的序数到最小的序数），每次更新一个 Pod。在更新其前身之前，它将等待正在更新的 Pod 状态变成正在运行并就绪。如下操作的滚动更新是按照2-0的顺序更新。

# 修改镜像版本

kubectl edit sts myapp

kubectl get pods -w# 观察按序更新 2→1→0

4.3.5 总结

无状态：

1）deployment 认为所有的pod都是一样的

2）不用考虑顺序的要求

3）不用考虑在哪个node节点上运行

4）可以随意扩容和缩容

有状态：

1）实例之间有差别，每个实例都有自己的独特性，元数据不同，例如etcd，zookeeper

2）实例之间不对等的关系，以及依靠外部存储的应用。

常规service和无头服务区别：

service：一组Pod访问策略，提供cluster-IP群集之间通讯，还提供负载均衡和服务发现。

Headless service：无头服务，不需要cluster-IP，而是直接以DNS记录的方式解析出被代理Pod的IP地址。

5、DaemonSet 控制器

5.1 功能

确保每个 Node 上都运行一个 Pod 副本。

常用于运行系统级后台任务（守护进程）。

典型场景：

• Fluentd / Logstash 日志收集
• Prometheus Node Exporter、collectd、Datadog 代理、New Relic 代理，或 Ganglia gmond 监控代理
• 存储服务如 Ceph、GlusterFS

5.2 案列

vim ds.yaml apiVersion: apps/v1 kind: DaemonSet metadata: name: nginx-daemonSet labels: app: nginx spec: selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.15.4 ports: - containerPort: 80 DaemonSet会在每个node节点都创建一个Pod kubectl get pods nginx-deployment-4kr6h 1/1 Running 0 35s nginx-deployment-8jrg5 1/1 Running 0 35s

6、Job 控制器

6.1 功能

用于执行一次性任务，任务完成后即退出。

应用场景：

• 数据迁移
• 批处理
• 安全扫描
• 离线数据处理

7、CronJob 控制器

7.1 功能

周期性任务（类似 Linux Crontab）。

应用场景：

• 定期备份
• 定时通知
• 日志清理

8、无状态 vs 有状态 应用对比

9、常规 Service 与 Headless Service 对比

10、总结