【kubernetes】关于k8s集群的pod控制器

一、deployment控制器

二、statefulset控制器

1、验证数据可以持久化

2、验证删除后名称不会改变，数据还会一直存在

3、验证扩容的创建过程是升序串行执行，并且自动创建pv

4、验证滚动更新的时候也是升序执行，数据持久化还在

5、验证缩容的时候是倒序执行

6、验证statefulset管理的pod的名称可以通过coredns解析出pod的ip

总结statefulset的特点

三、daemonset控制器

四、Job

五、CronJob

一、deployment控制器

Pod控制器，又称之为工作负载（workload），是用于实现管理pod的中间层，确保pod资源符合预期的状态，pod的资源出现故障时，会尝试进行重启，当根据重启策略无效，则会重新新建pod的资源。

//pod控制器有多种类型：
1、ReplicaSet: 代用户创建指定数量的pod副本，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主要三个组件组成：
（1）用户期望的pod副本数量
（2）标签选择器，判断哪个pod归自己管理
（3）当现存的pod数量不足，会根据pod资源模板进行新建
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不是直接使用的控制器，而是使用Deployment。

Deployment：工作在ReplicaSet之上，用于管理无状态应用，目前来说最好的控制器。支持滚动更新和回滚功能，还提供声明式配置。
ReplicaSet 与Deployment 这两个资源对象逐步替换之前RC的作用。

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

二、statefulset控制器

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: mysvc
  name: mysvc
  namespace: testapp
spec:
  selector:
    app: myapp
  type: ClusterIP
  clusterIP: None

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。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  labels:
    app: sts01
  name: sts01
  namespace: testapp
spec:
  serviceName: mysvc
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - image: soscscs/myapp:v1
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "nfs-client-storageclass"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

由于 StatefulSet 资源依赖于一个实现存在的 Headless 类型的 Service 资源，

需要先定义一个 Headless Service 资源，用于关联到每个 Pod 资源创建 DNS 资源记录。

接着定义了一个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 1Gi 的专用存储卷。

1、验证数据可以持久化

2、验证删除后名称不会改变，数据还会一直存在

3、验证扩容的创建过程是升序串行执行，并且自动创建pv

4、验证滚动更新的时候也是升序执行，数据持久化还在

滚动更新为先删除1个pod 然后再创建一个新的pod

5、验证缩容的时候是倒序执行

验证缩容的时候pv和pvc不会删除

模拟只有一个pod了

模拟pod扩容副本数为2了现在是否会自动将pvc存储卷挂载到sts01-01中

6、验证statefulset管理的pod的名称可以通过coredns解析出pod的ip

总结statefulset的特点

1、statefulset用于部署有状态的应用（有实时数据需要存储的应用）

2、部署statefulset之前，需要先创建一个headless service（表示clusterip为node的特殊service类型），statefulset的配置清单模板需要去指定servicename为headless service的名称。

3、statefulset创建的pod名称是固定不变的，且唯一的

4、statefulset的资源配置模板可以设置pvc模板，指定storageclassname字段值，可以引用storageclass资源，调用存储卷插件，动态创建pv

5、statefulset管理的pod有滚动更新和扩容和缩容功能，扩容的时候为升序执行，滚动更新和缩容的时候为降序执行。

6、statefulset管理的pod可以在k8s集群的pod中，基于headless service以及coredns实现对pod名称解析出podIP

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-svc
  labels:
    app: myapp-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: myapp-pod
---
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

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

拓展：官方文档说明关于statefulset的特点 https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/

三、daemonset控制器

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: demo1
  namespace: testapp
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      tolerations:
      - operator: Equal
        key: node-role.kubernetes.io/master
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.15.4
        ports:
        - containerPort: 80

四、Job

Job分为普通任务（Job）和定时任务（CronJob）
常用于运行那些仅需要执行一次的任务
应用场景：数据库迁移、批处理脚本、kube-bench扫描、离线数据处理，视频解码等业务
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/jobs-run-to-completion/

示例：
vim job.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 4

//参数解释
.spec.template.spec.restartPolicy该属性拥有三个候选值：OnFailure，Never和Always。默认值为Always。它主要用于描述Pod内容器的重启策略。在Job中只能将此属性设置为OnFailure或Never，否则Job将不间断运行。

.spec.backoffLimit用于设置job失败后进行重试的次数，默认值为6。默认情况下，除非Pod失败或容器异常退出，Job任务将不间断的重试，此时Job遵循 .spec.backoffLimit上述说明。一旦.spec.backoffLimit达到，作业将被标记为失败。


//在所有node节点下载perl镜像，因为镜像比较大，所以建议提前下载好
docker pull perl

kubectl apply -f job.yaml 

kubectl get pods
pi-bqtf7                 0/1     Completed   0          41s

//结果输出到控制台
kubectl logs pi-bqtf7
3.14159265......

//清除job资源
kubectl delete -f job.yaml 

//backoffLimit
vim job-limit.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: busybox
spec:
  template:
    spec:
      containers:
        - name: busybox
          image: busybox
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 10;date;exit 1"]
      restartPolicy: Never
  backoffLimit: 2
  
kubectl apply -f job-limit.yaml

kubectl get job,pods
NAME                COMPLETIONS   DURATION   AGE
job.batch/busybox   0/1           4m34s      4m34s

NAME                READY   STATUS   RESTARTS   AGE
pod/busybox-dhrkt   0/1     Error    0          4m34s
pod/busybox-kcx46   0/1     Error    0          4m
pod/busybox-tlk48   0/1     Error    0          4m21s

kubectl describe job busybox
......
Warning  BackoffLimitExceeded  43s    job-controller  Job has reached the specified backoff limit

五、CronJob

周期性任务，像Linux的Crontab一样。
周期性任务
应用场景：通知，备份
https://kubernetes.io/docs/tasks/job/automated-tasks-with-cron-jobs/

示例：
//每分钟打印hello
vim cronjob.yaml
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  schedule: "*/1 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure
		  
//cronjob其它可用参数的配置
spec:
  concurrencyPolicy: Allow			#声明了 CronJob 创建的任务执行时发生重叠如何处理（并发性规则仅适用于相同 CronJob 创建的任务）。spec仅能声明下列规则中的一种:
                                         ●Allow (默认)：CronJob 允许并发任务执行。
                                         ●Forbid：CronJob 不允许并发任务执行；如果新任务的执行时间到了而老任务没有执行完，CronJob 会忽略新任务的执行。
                                         ●Replace：如果新任务的执行时间到了而老任务没有执行完，CronJob 会用新任务替换当前正在运行的任务。
  startingDeadlineSeconds: 15		#它表示任务如果由于某种原因错过了调度时间，开始该任务的截止时间的秒数。过了截止时间，CronJob 就不会开始任务，且标记失败.如果此字段未设置，那任务就没有最后期限。
  successfulJobsHistoryLimit: 3		#要保留的成功完成的任务数（默认为3）
  failedJobsHistoryLimit：1         #要保留多少已完成和失败的任务数（默认为1）
  suspend：true                     #如果设置为 true ，后续发生的执行都会被挂起。 这个设置对已经开始的执行不起作用。默认是 false。
  schedule: '*/1 * * * *'			#必需字段，作业时间表。在此示例中，作业将每分钟运行一次
  jobTemplate:						#必需字段，作业模板。这类似于工作示例


kubectl create -f cronjob.yaml 

kubectl get cronjob
NAME    SCHEDULE      SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGE
hello   */1 * * * *   False     0        <none>          25s

kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS      RESTARTS   AGE
hello-1621587180-mffj6   0/1     Completed   0          3m
hello-1621587240-g68w4   0/1     Completed   0          2m
hello-1621587300-vmkqg   0/1     Completed   0          60s

kubectl logs hello-1621587180-mffj6
Fri May 21 09:03:14 UTC 2021
Hello from the Kubernetes cluster
//如果报错：Error from server (Forbidden): Forbidden (user=system:anonymous, verb=get, resource=nodes, subresource=proxy) ( pods/log hello-1621587780-c7v54)
//解决办法：绑定一个cluster-admin的权限
kubectl create clusterrolebinding system:anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous