kubernetes RC 与 Deployment ，Pod,Horizontal Pod Autoscaling ，replica set资源

Pod:

Pod是 kubernetes 的最基本的操作单元，包含一个或多个紧密相关的容器

kubernetes 使用pod在容器之上再封装一层，其一个很重要的原因是，docker容器之间的通信受到docker网络机制的限制。在docker中，因为每个容器内的网络不同，在以前，往往需要通过link方式才能访问另一个容器提供服务，但是这种方式，docker官网已经不再推荐，docker官方推荐让两个需要通信的容器放在同一个网络，三剑客之一的docker-compose就能提供了这样的条件。kubernetes通过pod的概念将多个容器组合在一个虚拟的主机内，可以实现容器之间仅需通过localhost就能相互通信了

kubernetes 设计了pod对象，将每个服务进程包装到相应的pod中，使其成为pod中运行的一个容器，在使用时，我们会将 pod对象打上标签，例如提供mysql服务功能的pod，我们会为该pod打上name=mysql的标签. 然后将 mysql service 的标签选择器设置为 mysql ，这样pod 对象和 service 就能关联起来了

pod 的 proxy 接口的作用：在kubernetes集群之外访问某个pod容器的服务（HTTP服务）时，可以用Proxy API实现，这种场景多用于管理目的，比如逐一排查Service的Pod副本，检查哪些Pod的服务存在异常问题

kubernetes的pod使用分两种主要方式：

（1）pod中运行一个容器 "one-container-per-pod"模式是kubernetes最常见的用法。在这种情况下，你可以将pod视为当个封装的容器，但是kubernetes是直接管理pod而不是容器

（2）pods中运行多个需要一起工作的容器。pod可以封装紧密耦合的应用，它们需要由多个容器组成，它们之间能够共享资源、

Replication Controller 简称 RC：

Replication Controller 是 kubernetes 系统中的核心概念，用于定义pod副本的数量。在master内，controller manager 进程通过RC的定义来完成pod的创建，监控，启停等操作

当我们定义了一个RC并提交到kubernetes集群中以后，master节点上的controller manager组件就得到通知，定期巡检系统中当前存活的目标pod,并确保目标pod实例的数量刚好等于此RC的期望值，如果有多个pod副本在运行，系统就会停掉一些pod，否则系统就会再自动创建一些pod。可以说，通过RC，kubernetes实现了用户应用集群的高可用性，并且大大减少了系统管理员在传统IT环境中需要完成的许多手工运维工作

在运行的时候，我们可以通过修改RC的副本数量，来实现Pod的动态缩放(scaling)

kubectl scale rc jxc --replicas=3

删除RC并不会影响通过该RC已创建好的pod，为了删除所有pod，可以设置replicas=0，然后更新该RC。另外，客户端工具kubectl提供了stop和delete命令来完成一次性删除

RC 和 RC控制的全部pod

指定容器的配额：

对指定容器实施配额管理非常简单，只要在pod或 rc 的定义文件中设定 resources属性即可为某个容器指定配额。目前支持CPU和Memory两类资源的配额限制。

例如

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: jxc
  labels:
    name: jxc
spec:
  replicas: 1
  selector:
    name: jxc
  template:
    metadata:
      labels:
        name: jxc
    spec:
      containers:
      - name: jxc
        image: 192.168.255.128:5000/jxc:0.0.3
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080
        resources:
          limits:
            cpu: 0.5
            memory: 500Mi

以上配置表示，系统将对容器限制 CPU为0.5，可用内存限制为500MIB字节

kubernetes 启动一个容器时，会将CPU的配额值乘以1024 并转为整数传递给docker run 的 --cpu-shares 参数，之所以乘以1024 是因为docker的

cpu-shares 参数是以1024为基数基数CPU时间的。关于 docker 的 cpu-shares 参数解析请参考 https://blog.csdn.net/weixin_39639119/article/details/83046676

，同样的，memory 配额也会被转换为整数传递给 docker run 的 --memory参数。

全局默认配额：

通常情况下，我们将会定义非常多的 rc，如果每个资源都要我们设置配额的话，那会显得十分麻烦，

我们可以通过创建 LimitRange对象设置全局默认配额。

vim pod-container-limits.yaml

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: limit-range-1
spec:
  limits:
    - type: "Pod"
      max:
        cpu: "2"
        memory: 1Gi
      min:
        cpu: 250m
        memory: 32Mi
    - type: "Container"
      max:
        cpu: "2"
        memory: 1Gi
      min:
        cpu: 250m
        memory: 32Mi
      default:
        cpu: 250m
        memory: 64Mi

~

上述设置表明：

任意 pod内所有容器的CPU 使用限制在 0.25 -2

任意 pod 内所有容器的内存使用限制在 32Mi - 1Gi

任意容器的 CPU使用限制在0.25 - 2，默认值为64Mi

任意容器的内存使用限制在 32Mi - 1Gi,默认值为64Mi

kubectl replace -f pod-container-limits.yaml

kubectl describe limits limit-range-1

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl describe limits limit-range-1

Name: limit-range-1

Namespace: default

Type Resource Min Max Default Request Default Limit Max Limit/Request Ratio

---- -------- --- --- --------------- ------------- -----------------------

Pod cpu 250m 2 - - -

Pod memory 32Mi 1Gi - - -

Container memory 32Mi 1Gi 64Mi 64Mi -

Container cpu 250m 2 250m 250m -

运行 kubectl create 命令创建该 pod

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl describe pod jxc

Limits:

cpu: 250m

memory: 64Mi

Requests:

cpu: 250m

memory: 64Mi

创建成功后，查看该pod的详细信息，可以看到系统中LimitRange的设置对新创建的容器进行了资源限制(使用了LimitRange中的默认值)

如果，我们在pod的定义文件中指定了配额参数，则可遵循局部覆盖全局的原则，当不能超过了全局设定的最大值

replica set:

由于replication controller 与kubernetes代码中的模块replication controller 同名，同时这个词也无法准确表达它的本意，所以在kubernetes 1.2 的时候，它就升级成了另外一个新的概念 -- replica set。二者之间唯一的区别是，Replica Set支持了基于集合的Label Selector功能

ReplicaSet是支持新的set-based 选择器要求的下一代 ReplicationController。它主要用作Deployment 协调pod创建，删除和更新。虽然ReplicaSets可以独立使用，但它主要被

Deployment协调pod创建，删除和更新。建议使用Deployment而不是直接使用ReplicaSets

Deployment:

学过saltstack都值得，salt有一个状态模块，只要你在salt配置文件描述好状态，salt就会将你指定的主机状态改变到你的目标状态。

Deployment也能刚这样的事情，你只需要在Deployment中描述您想要的目标状态是什么。Deployment Controller就会帮你将Pod 和

ReplicaSet的实际状态改变到您的目标状态

典型用例：

（1）创建一个Deployment对象来生成对应的ReplicaSet,并完成Pod副本的创建过程

（2）检查Deployment的状态来查看部署动作是否完成，pod副本的数量是否达到预期的值

（3）更新Deployment以创建新的Pod，通过修改pod-template-spec字段来声明pod的新状态。这会创建一个新的

replicaSet, Deployment 会按照控制的速率将pod从旧的ReplcaSet移动到新的ReplicaSet中

（4）如果当前状态不稳定，则回滚到一个早先的Deployment版本

（5）扩容 Deployment 以满足更高的负载

（6）查看 Deployment 状态，判断发布是否成功

（7）清除旧的replicaSets

创建deployment

[root@linux-node1 kubefile]# vim ku-deployment.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: jxc-deployment
  labels:
    web: jxc
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      web: jxc
  template:
    metadata:
      labels:
        web: jxc
    spec:
      containers:
      - name: jxc
        image: 192.168.255.128:5000/jxc:0.0.3
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080

创建 deployment

kubectl create -f ku-deployment.yaml --record

-- record 当我们需要查看历史版本时，可以很方便的查看每次 revision变化

查看deployment 的创建详情

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl describe deployment jxc-deployment

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl get deployments

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl get rs

runing说明启动成功

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

jxc-deployment-3952983837-mw8df 1/1 Running 0 3m

更新

deployment的更新

当使用 kubectl edit 命令时，就可以编辑 yaml 文件，当deployment的pod template的 label 发生更新或者镜像发生更改时

，才会触发更新信号（rollout）

例如将 jxc:0.0.3 更改为 jxc0.0.4

kubectl edit deployment/jxc-deployment

spec:

containers:

- image: 192.168.255.128:5000/jxc:0.0.4

imagePullPolicy: IfNotPresent

name: jxc

ports:

- containerPort: 8080

protocol: TCP

resources: {}

terminationMessagePath: /dev/termination-log

dnsPolicy: ClusterFirst

restartPolicy: Always

securityContext: {}

terminationGracePeriodSeconds: 30

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout status deployment/jxc-deployment

deployment "jxc-deployment" successfully rolled out

回退

当deployment 更新时，就会创建一个revision。我们可以通过设置.spec.revisionHistoryLimit来指定deployment最多保留多少个

revision历史记录。默认会保留所有的revision；如果将该项设置为0，deployment就不允许回退了

我们先用 kubectl edit deployment/jxc-deployment 将版本修改为一个不存在的版本

spec:

containers:

- image: 192.168.255.128:5000/jxc:0.0.6

imagePullPolicy: IfNotPresent

name: jxc

ports:

- containerPort: 8080

protocol: TCP

resources: {}

terminationMessagePath: /dev/termination-log

dnsPolicy: ClusterFirst

restartPolicy: Always

securityContext: {}

terminationGracePeriodSeconds: 30

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout status deployment/jxc-deployment

Waiting for rollout to finish: 0 of 1 updated replicas are available...

通过该命令，我们可以得知版本更新卡住了

[root@linux-node1 kubefile] kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

jxc-deployment-4197170976-8sph2 0/1 ImagePullBackOff 0 2m

pods 也处于 ImagePullBackOff 状态

我们需要回退到稳定的版本

我们先查看 deployment 历史版本记录

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout history deployment/jxc-deployment

deployments "jxc-deployment"

REVISION CHANGE-CAUSE

1 kubectl create -f ku-deployment.yaml --record

2 kubectl edit deployment/jxc-deployment

3 kubectl edit deployment/jxc-deployment

查看当个 version 信息

kubectl rollout history deployment/jxc-deployment --revision=2

deployments "jxc-deployment" with revision #2

Labels: pod-template-hash=4034379550

web=jxc

Annotations: kubernetes.io/change-cause=kubectl edit deployment/jxc-deployment

Containers:

jxc:

Image: 192.168.255.128:5000/jxc:0.0.4

Port: 8080/TCP

Volume Mounts: <none>

Environment Variables: <none>

No volumes.

回退到上一个版本

kubectl rollout undo deployment/jxc-deployment

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout undo deployment/jxc-deployment

deployment "jxc-deployment" rolled back

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

jxc-deployment-4034379550-pjfp9 1/1 Running 0 3s

回退到指定版本

kubectl rollout undo deployment/jxc-deployment --to-revision=2

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout undo deployment/jxc-deployment --to-revision=1

deployment "jxc-deployment" rolled back

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

jxc-deployment-3952983837-tq31x 1/1 Running 0 4s

扩容

kubectl scale deployment deployment/jxc-deployment --replicas 2

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl scale deployment jxc-deployment --replicas 2

deployment "jxc-deployment" scaled

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

jxc-deployment-3952983837-jzzzv 1/1 Running 0 4s

jxc-deployment-3952983837-tq31x 1/1 Running 0 2m

暂停和恢复

当需要对 deployment 进行多次修改时，我们可以先暂时，再恢复，防止不必要的rollout

kubectl rollout pause deployment/jxc-deployment

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout pause deployment/jxc-deployment

deployment "jxc-deployment" paused

我把镜像的版本改为 0.0.4 ，然后恢复

kubectl rollout resume deploy jxc-deployment

[root@linux-node1 kubefile]# kubectl rollout resume deploy jxc-deployment

deployment "jxc-deployment" resumed

Horizontal Pod Autoscaling

HPA 的操作对象是RC，RS 或 Deployment对应的Pod，根据观察到的CPU等实际使用量与用户的期望值进行比对，做出是否需要增减实例数量的决策

kubernetes 根据 pod当前系统的负载来自动扩容，如果系统负载超过预定值，就开始增加pod的个数，如果低于某个值，就自动减少pod的个数。在v1.6

版本之前，仅支持使用CPU负载作为是否扩容的判定条件；自v1.6版本开始提供了根据应用自定义指标进行自动扩容和缩容的功能

我们可以通过创建 yaml 文件，来实现自动扩容

apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: jxc
  namespace: default
spec:
  maxReplicas: 10
  minReplicas: 1
  scaleTargetRef:
    kind: Deployment
    name: jxc
  targetCPUUtilizationPercentage: 90

kubectl create -f jxc-hpa.yaml

上述脚本的意思是当名为 jxc 的 deployment 的 pod副本的CPU使用率超过 90%时，会触发自动扩容行为。但扩容或缩容都必须满足约束条件

pod 的副本数量在 1-10 之间

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