Deployment StatefulSet DaemonSet

前言：Deployment的發(fā)展

雖然ReplicaSet可以確保在任何給定時(shí)間運(yùn)行的Pod副本達(dá)到指定的數(shù)量，但是Deployment（部署）是一個(gè)更高級(jí)的概念，它管理ReplicaSet并為Pod和ReplicaSet提供聲明性更新以及許多其他有用的功能，所以建議在實(shí)際使用中，采用Deployment代替ReplicaSet。

如果在Deployment對(duì)象中描述了所需的狀態(tài)，Deployment控制器就會(huì)以可控制的速率將實(shí)際狀態(tài)更改為期望狀態(tài)。也可以在Deployment中創(chuàng)建新的ReplicaSet，或者刪除現(xiàn)有的Deployment并使用新的Deployment部署所用的資源。

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一、無狀態(tài)應(yīng)用管理器Deployment

deployment用于部署無狀態(tài)的服務(wù)，是k8s中最常用的控制器。管理對(duì)象為pod。

一般用于管理維護(hù)企業(yè)內(nèi)部無狀態(tài)的微服務(wù)，比如configserver、zuul、springboot。

deployment可以管理多個(gè)副本的Pod實(shí)現(xiàn)無縫遷移、自動(dòng)擴(kuò)容縮容、自動(dòng)災(zāi)難恢復(fù)、一鍵回滾等功能。

Deployment管理器基礎(chǔ)操作

創(chuàng)建Deployment

方式1：手動(dòng)創(chuàng)建

kubectl create deployment {deployment-name} --image=nginx

方式2：以yaml格式或json格式創(chuàng)建Deployment

kubectl create -f test-nginx.yaml

查詢deployment狀態(tài)

查看指定deployment的詳細(xì)信息

kubectl describe deployment {deployment-name} -n

kubectl get deployments -o wide

解析：-o wide 查看全部詳情

導(dǎo)出deployment配置

導(dǎo)出已創(chuàng)建的deployment配置文件至指定路徑：

kubectl get deployments test-nginx -o yaml >/data1/k8s-app/deploy/test-nginx.yaml

查看指定某一pod下的日志

kubectl logs {pod-name} -n

修改deployment配置

修改某個(gè)指定deployment配置

kubectl edit deployment {deployment-name} -n

kubectl apply -f xxx.yaml -n

kubectl replace -f xxx.yaml -n

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版本升級(jí)操作：

手動(dòng)改鏡像并記錄：

kubectl set image deploy {deployment-name} -n {namespace-name} XXX=xx（版本信息） --record

解析：
--record 表示記錄本次修改

查看部署歷史:

kubectl rollout history deploy {deployment-name} -n

更新多次，需要查看某次更新的詳細(xì)信息：

kubectl rollout history deploy {deployment-name} -n {namespace-name} --revision=3

解析：
--revision 指定版本號(hào)

回滾到上一個(gè)版本：

kubectl rollout undo deploy {deployment-name} -n

回滾到指定版本：

kubectl rollout undo deploy {deployment-name} -n {namespace-name} --to-revision=2

解析：
--to-revision=2 表示回滾到更新的第2個(gè)版本

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擴(kuò)容與縮容

動(dòng)態(tài)調(diào)整Pod的副本數(shù)：

kubectl scale deploy {deployment-name} -n {namespace-name} --replicas=5

解析：
--replicas=5 將原有副本數(shù)修改為5，若原有為2個(gè)，將擴(kuò)容3個(gè)副本；若原有為10個(gè)，將縮容

注意：這里的擴(kuò)容縮容，不會(huì)修改原有rs

Deployment更新的暫停與恢復(fù)（用set 修改多處更新）

暫停Deployment更新

kubectl rollout pause deploy {deployment-name} -n

set修改deployment資源

kubectl set image ......

kubectl set resources deploy {deployment-name} -c {container-name}（指定容器） --limits=cpu=200m,memory=128Mi --requests=cpu=10m,memory=16Mi

恢復(fù)Deployment更新：

kubectl rollout resume {deployment-name} -n

注意：恢復(fù)更新的Deployment創(chuàng)建了一個(gè)新的RS（復(fù)制集）

注意事項(xiàng)：
可修改yaml格式來更新Deployment，其中在spec下的幾個(gè)參數(shù)配置解析為：

• replicas: 4 表示副本數(shù)，4為4個(gè)副本
• revisionHistoryLimit：設(shè)置保留RS舊的revision的個(gè)數(shù)，設(shè)置為0的話，不保留歷史數(shù)據(jù)；
• minReadySeconds：可選參數(shù)，指定新創(chuàng)建的Pod在沒有任何容器崩潰的情況下視為Ready最小的秒數(shù)，默認(rèn)為0，即一旦被創(chuàng)建就視為可用。

關(guān)于滾動(dòng)更新的策略參數(shù)解析：

strategy.type：更新deployment的方式，默認(rèn)是RollingUpdate；

• RollingUpdate表示滾動(dòng)更新，可以指定maxSurge和maxUnavailable
• maxUnavailable：指定在回滾或更新時(shí)最大不可用的Pod的數(shù)量，可選字段，默認(rèn)25%，可以設(shè)置成數(shù)字或百分比，如果該值為0，那么maxSurge就不能0
• maxSurge：可以超過期望值的最大Pod數(shù)，可選字段，默認(rèn)為25%，可以設(shè)置成數(shù)字或百分比，如果該值為0，那么maxUnavailable不能為0
• Recreate：重建，先刪除舊的Pod，在創(chuàng)建新的Pod

示例：

# kubectl get deploy nginx -oyaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
    deployment.kubernetes.io/revision: "12"
    kubernetes.io/change-cause: kubectl set image deploy nginx nginx=nginx:1.15.3
      --record=true
  creationTimestamp: "2020-09-19T02:41:11Z"
  generation: 19
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 2
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.15.3
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        resources:
          limits:
            cpu: 200m
            memory: 128Mi
          requests:
            cpu: 10m
            memory: 16Mi
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30

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二、有狀態(tài)應(yīng)用管理StatefulSet

StatefulSet（有狀態(tài)集，縮寫為sts）主要用于管理有狀態(tài)應(yīng)用程序的工作負(fù)載API對(duì)象。常用于部署有狀態(tài)的且需要有序啟動(dòng)的應(yīng)用程序。

和Deployment類似，一個(gè)StatefulSet也同樣管理著基于相同容器規(guī)范的Pod。不同的是，StatefulSet為每個(gè)Pod維護(hù)了一個(gè)粘性標(biāo)識(shí)。這些Pod是根據(jù)相同的規(guī)范創(chuàng)建的，但是不可互換，每個(gè)Pod都有一個(gè)持久的標(biāo)識(shí)符，在重新調(diào)度時(shí)也會(huì)保留，一般格式為StatefulSetName-Number。比如定義一個(gè)名字是Redis-Sentinel的StatefulSet，指定創(chuàng)建三個(gè)Pod，那么創(chuàng)建出來的Pod名字就為Redis-Sentinel-0、Redis-Sentinel-1、Redis-Sentinel-2。

StatefulSet創(chuàng)建的Pod一般使用Headless Service（無頭服務(wù)）負(fù)責(zé)Pod的網(wǎng)絡(luò)身份和通信，需要提前創(chuàng)建此服務(wù)。和普通的Service的區(qū)別在于Headless Service沒有ClusterIP，它使用的是Endpoint進(jìn)行互相通信。在刪除一個(gè)StatefulSet時(shí)，不保證對(duì)Pod的終止，要在StatefulSet中實(shí)現(xiàn)Pod的有序和正常終止，可以在刪除之前將StatefulSet的副本縮減為0。

Headless一般格式為：

statefulSetName-{0..N-1}.serviceName.namespace.svc.cluster.local

解析：

• statefulSetName 為StatefulSet的名字；
• 0..N-1 為Pod所在的序號(hào)，從0開始到N-1；
• serviceName 為Headless Service的名字，創(chuàng)建StatefulSet時(shí)，必須指定Headless Service名稱；
• namespace 為服務(wù)所在的命名空間；
• .cluster.local 為Cluster Domain（集群域）。

StatefulSet注意事項(xiàng)：

一般StatefulSet用于有以下一個(gè)或者多個(gè)需求的應(yīng)用程序：

• 需要穩(wěn)定的獨(dú)一無二的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符。
• 需要持久化數(shù)據(jù)。
• 需要有序的、優(yōu)雅的部署和擴(kuò)展。
• 需要有序的自動(dòng)滾動(dòng)更新。
• 如果應(yīng)用程序不需要任何穩(wěn)定的標(biāo)識(shí)符或者有序的部署、刪除或者擴(kuò)展，應(yīng)該使用無狀態(tài)的控制器部署應(yīng)用程序，比如Deployment或者ReplicaSet。

StatefulSet是Kubernetes 1.9版本之前的beta資源，在1.5版本之前的任何Kubernetes版本都沒有。
Pod所用的存儲(chǔ)必須由PersistentVolume Provisioner（持久化卷配置器）根據(jù)請(qǐng)求配置StorageClass，或者由管理員預(yù)先配置，當(dāng)然也可以不配置存儲(chǔ)。
為了確保數(shù)據(jù)安全，刪除和縮放StatefulSet不會(huì)刪除與StatefulSet關(guān)聯(lián)的卷，可以手動(dòng)選擇性地刪除PVC和PV（參考PV和PVC節(jié)）。

Deployment管理器基礎(chǔ)操作

定義一個(gè)StatefulSet資源yaml文件

定義一個(gè)簡(jiǎn)單的StatefulSet的示例如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "nginx"
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web

注意：
此示例沒有添加存儲(chǔ)配置

其中：

• kind: Service 定義了一個(gè)名字為Nginx的Headless Service，創(chuàng)建的Service格式為nginx-0.nginx.default.svc.cluster.local，其他的類似，因?yàn)闆]有指定Namespace（命名空間），所以默認(rèn)部署在default。
• kind: StatefulSet 定義了一個(gè)名字為web的StatefulSet，replicas表示部署Pod的副本數(shù)。
• 在StatefulSet中必須設(shè)置Pod選擇器（.spec.selector）用來匹配其標(biāo)簽（.spec.template.metadata.labels）。在1.8版本之前，如果未配置該字段（.spec.selector），將被設(shè)置為默認(rèn)值，在1.8版本之后，如果未指定匹配Pod Selector，則會(huì)導(dǎo)致StatefulSet創(chuàng)建錯(cuò)誤。
• 當(dāng)StatefulSet控制器創(chuàng)建Pod時(shí)，它會(huì)添加一個(gè)標(biāo)簽statefulset.kubernetes.io/pod-name，該標(biāo)簽的值為Pod的名稱，用于匹配Service。

查看更新過程

kubuctl rollout status sts {statefulset-name} -n

過濾查看pod配置中某一信息

kubectl get pod {pod-name} -n {namespace-name} -oyaml | grep image

kubectl get po -l app=nginx -w
-w 參數(shù)表示動(dòng)態(tài)查看pod的更新過程

在pod的配置中，updateStrategy 表示更新策略，其中若type: RollingUpdate 表示滾動(dòng)更新，修改pod配置后會(huì)根據(jù)創(chuàng)建順序更新，配置為：

updateStrategy:
    rollingUpdate:
      partition: 0
    type: RollingUpdate

解析：
	partition: 0 表示分段更新，0表示小于0的pod不更新（即更新所有pod）；其中數(shù)字表示更新的分段（pod）數(shù)；舉例：若StatefulSet的pod數(shù)有5個(gè)，現(xiàn)在partition: 2；那么pod2前面的pod不會(huì)更新（pod0、pod1），更新的pod為pod2、pod3、pod4。多用于灰度發(fā)布（先讓指定pod更新，在更新其它pod）

若type: OnDelete 表示只有刪除pod時(shí)，才會(huì)更新修改的配置，且配置應(yīng)為：

updateStrategy:
    type: RollingUpdate

StatefulSet的刪除

一般情況，刪除sts時(shí)，pod會(huì)被重建

涉及概念：級(jí)聯(lián)刪除與非級(jí)聯(lián)刪除

• 級(jí)聯(lián)刪除：刪除StatefulSet時(shí)同時(shí)刪除pod，若不指定，默認(rèn)為級(jí)聯(lián)刪除
• 非級(jí)聯(lián)刪除：刪除StatefulSet時(shí)不刪除pod，但刪除sts后，pod變成“孤兒”，此時(shí)刪除pod不會(huì)被重建

設(shè)置級(jí)聯(lián)刪除或非級(jí)聯(lián)刪除
非級(jí)聯(lián)刪除：

kubectl delete sts {statefulset-name} -n {namespace-name} --cascade=false

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三、守護(hù)進(jìn)程服務(wù)DaemonSet

DaemonSet 是守護(hù)進(jìn)程集，縮寫為ds，在所有節(jié)點(diǎn)或者是匹配條件的節(jié)點(diǎn)（通過打標(biāo)簽形式）上都部署一個(gè)Pod。

使用DaemonSet的場(chǎng)景

• 運(yùn)行集群存儲(chǔ)的daemon，比如ceph或者glusterd
• 節(jié)點(diǎn)的CNI網(wǎng)絡(luò)插件，calico
• 節(jié)點(diǎn)日志的收集：fluentd或者是filebeat
• 節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控：node exporter
• 服務(wù)暴露：部署一個(gè)ingress-nginx

創(chuàng)建DaemonSet

kubectl create -f nginx-ds.yaml

示例：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  updateStrategy:
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1
    type: RollingUpdate	  
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.15.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30

設(shè)置匹配條件的node部署pod

方法1命令部署：

kubectl label nodeXX（節(jié)點(diǎn)名稱） nodeXX（節(jié)點(diǎn)名稱-多個(gè)節(jié)點(diǎn)） ... ds=true

查看標(biāo)簽

kubectl get node --show-labels

方法2修改yaml文件：（注意，若replace YAML文件，會(huì)更新配置）

在spec下，添加

......
	  nodeSelector: 
	    ds: "ture"
......

另外，若需要添加或刪除ds節(jié)點(diǎn)，需進(jìn)行l(wèi)abel添加或刪除即可

DaemonSet更新配置

......
  updateStrategy:
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1    ###最大不可用范圍，建議設(shè)為1
......

注意：在DaemonSet的生產(chǎn)環(huán)境中，建議更新策略采用OnDelete，避免影響所有節(jié)點(diǎn)上的pod，可用幾個(gè)不重要的pod做測(cè)試用

......
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate	
......

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四、Label與Selector

Label：對(duì)k8s中各種資源進(jìn)行分類、分組，添加一個(gè)具有特別屬性的一個(gè)標(biāo)簽。

Selector：通過一個(gè)過濾的語法進(jìn)行查找到對(duì)應(yīng)標(biāo)簽的資源

刪除label

kubectl label node {node-name} app- -n

修改label

kubectl label pod {pod-name} app=xx（新名稱） -n {namespace-name} --overwrite

查看所有ns下符合條件的標(biāo)簽

kubectl get svc -A --show-labels

kubectl get pod -A --show-labels

kubectl get node -A --show-labels

根據(jù)需求查看匹配條件的多種標(biāo)簽表達(dá)示例：

所有ns下，標(biāo)簽包含metrics-server和kubernetes-dashboad的pod

kubectl get po -A -l 'k8s-app in (metrics-server, kubernetes-dashboad)'

標(biāo)簽為nginx，但不包含v1版本的pod

kubectl get po -l version!=v1,app=nginx

所有ns下，標(biāo)簽為nginx，但不包含v1版本的pod

kubectl get po -A -l version!=v1,'app02 in (nginx,busybox)'

未完待續(xù)。。。。