资源控制器

2023-10-02 15:18:52

四、资源控制器

pod分为两种类型：

自主式pod：如果pod退出，不会被重新创建
控制器管理的pod：如果pod退出，资源控制器会注意到缺少了pod并重建替代pod，以维持设定的pod副本数目

在第三章中创建的pod都是自主式pod。下面介绍控制器管理的pod，控制器有很多类型：

ReplicationController 和 ReplicaSet
Deployment
DaemonSet
StateFulSet
Job/CronJob
Horizontal Pod Autoscaling

1 ReplicationController和ReplicaSet

1.1 ReplicationController

ReplicationController可确保它管理的pod始终保持运行状态。如果pod因任何原因消失（例如节点从集群中消失或由于该pod已从节点中逐出），则ReplicationController会注意到缺少了pod并创建替代pod，确保容器应用的副本数始终保持在用户定义的副本数，而如果异常多出来的容器也会自动回收。

RC的控制流程如下图所示：

RC有三个主要部分：

标签选择器：用于确定RC管理哪些pod
副本个数：指定应运行的pod的期望数量
pod模版：创建pod的资源清单

创建一个RC的资源清单如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController  # 定义资源类型为RC
metadata:
  name: kubia  # RC的名字
spec:
  replicas: 3  # 期望的pod数目
  selector:
    app: kubia  # pod选择器决定RC管理哪些pod（通过pod的标签）
  template:  # 创建pod所使用的模版
    metadata:
      labels:
      app: kubia  # 添加标签，RC根据这个标签名来管理pod
    spec:
      containers:
      - name: mykubia
        image: luksa/kubia
        ports:
        - containerPort: 8080

根据这个资源清单创建RC还是使用之前提到的kubectl create/apply -f命令即可，RC名字叫做kubia，它确保符合标签选择器app=kubia的pod始终为三个，当没有足够的pod时，根据提供的pod模板创建新的pod。template中的内容与前面我们手动创建pod的资源清单的定义基本相同。

刚创建这个RC时，此时并没有app=kubia标签，RC会根据template模版的内容，创建出三个pod。如果此时手动删除一个pod，RC会立即启动一个新pod，保持pod的数量始终为三。

可以通过kubectl get rc命令查看关于RC的相关信息：

NAME DESIRED CURRENT READY AGE
kubia  3       3       2   3m

1.2 ReplicaSet

下面要说明的是：使用ReplicaSet来代替ReplicationController。RS和RC相比，RS在标签选择的功能上更加强大：比如RS可以仅匹配标签名（相当于labels=*）而不论标签的内容是什么；再比如RS还允许匹配缺少某个标签的pod等等。

RS的资源清单如下：

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet  # # 定义资源类型为RS
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector:  # 这里的matchlabels和RC的selector作用是相同的
    matchLabels:  
      app: kubia
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - name: mykubia
        image: luksa/kubia

可以看到与RC基本相同，惟一的区别在选择器上：没必要在selector中直接指定匹配pod的标签，而是多了一层matchLabels，在它下面指定标签。

创建RS也使用kubectl create/apply -f命令，同样可以通过如下命令来检查RS的相关信息：

kubectl get rs
kubectl describe rs

如你所见，RC与RS的使用没有任何区别，在RC的基础上，RS支持另一种选择器：

# 一个RS资源清单的选择器部分
selector:
  matchExpressions:
  - key: app
    operator: In
    values:
      - kubia

RS可以使用matchExpressions标签选择器，可以添加额外的表达式，这种表达式由如下几个部分组成：

key标签名
operator运算符，有四种：
- In，标签的值必须与其中一个指定的values匹配
- NotIn，标签的值与任何指定的values不匹配
- Exists，pod必须包含一个指定名称的标签（值不重要）。使用此运算符时，不应指定values字段。
- DoesNotExist，pod不得包含有指定名称的标签。使用此运算符时，不应指定values字段。
values标签值

比如，上述例子要求pod必须包含名为app的标签，且标签值必须为kubia。

k8s推荐使用RS代替RC，且后续会将RC弃用。

1.3 通过资源控制器管理pod

RC和RS作为资源控制器，可以很方便地对pod进行管理，比如扩容缩容等操作。你可以随时更改资源清单的replicas，方便地实现pod扩容缩容。并且，如果你更改了一个pod的标签，那么这个pod就不再归该资源控制器管理了，当你更改pod标签时，RC或RS会注意到一个pod丢失了，于是重新创建一个新的。此时被更改过标签的pod就变得和其他手动创建的pod 一样，如果把这个更改过标签的pod删掉，RC或者RS也不会重新调度它。

1.4 删除RC或者RS

接下来介绍如何删除资源控制器：

kubectl delete rc rc名称  # 删除rc
kubectl delete rs rs名称  # 删除rs
# 举例
kubectl delete rs kubia  # 删除一个名为kubia的rs

注意，当你删除RC或者RS时，对应的pod也会被删除，如果你不想删除pod，可以添加如下参数：

kubectl delete rs kubia --cascade=false  # 删除名为kubia的rs，但保持pod运行

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