kubernetes的雲中漫步(一)

kubernetes 常用鏡像倉庫

daocloud的docker鏡像庫:
    daocloud.io/library
    
docker-hub的k8s鏡像庫：
    mirrorgooglecontainers

aliyun的k8s鏡像庫：
    registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers

aliyun的docker鏡像庫web頁面：
    https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/images

google的鏡像庫web頁面：
    https://console.cloud.google.com/gcr/images/google-containers?project=google-containers

控制器

１．ReplicaSet
ReplicaSets 可以獨立使用，但今天它主要被Deployments 用作協調 Pod 創建、刪除和更新的機制。 當您使用 Deployment 時，您不必擔心還要管理它們創建的 ReplicaSet。Deployment 會擁有並管理它們的 ReplicaSet。

案例：

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # modify replicas according to your case
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend
    matchExpressions:
      - {key: tier, operator: In, values: [frontend]}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: guestbook
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
          # If your cluster config does not include a dns service, then to
          # instead access environment variables to find service host
          # info, comment out the 'value: dns' line above, and uncomment the
          # line below.
          # value: env
        ports:
        - containerPort: 80

[root@k8s-master ~]# kubectl describe rs/frontend
Name:         frontend
Namespace:    default
Selector:     tier=frontend,tier in (frontend)
Labels:       app=guestbook
              tier=frontend
Annotations:  <none>
Replicas:     3 current / 3 desired
Pods Status:  2 Running / 1 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:  app=guestbook
           tier=frontend
  Containers:
   php-redis:
    Image:      gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3
    Port:       80/TCP
    Host Port:  0/TCP
    Requests:
      cpu:     100m
      memory:  100Mi
    Environment:
      GET_HOSTS_FROM:  env
    Mounts:            <none>
  Volumes:             <none>
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  72s   replicaset-controller  Created pod: frontend-npwrq
  Normal  SuccessfulCreate  71s   replicaset-controller  Created pod: frontend-mtsdh

[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-9si5l   1/1       Running   0          1m
frontend-dnjpy   1/1       Running   0          1m
frontend-qhloh   1/1       Running   0          1m

２．ReplicationController

• 當 pods 數量過多時，ReplicationController 會終止多餘的 pods
• 當 pods 數量太少時，ReplicationController 將會啓動新的 pods
• 與手動創建的 pod 不同，由 ReplicationController 創建的 pods 在失敗、被刪除或被終止時會被自動替換

案例：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: nginx
  template:
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

[root@k8s-master ~]#  kubectl apply -f nginx.yaml
[root@k8s-master ~]#  kubectl describe pods nginx
Name:        nginx
Namespace:   default
Selector:    app=nginx
Labels:      app=nginx
Annotations:    <none>
Replicas:    3 current / 3 desired
Pods Status: 0 Running / 3 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:       app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:              nginx
    Port:               80/TCP
    Environment:        <none>
    Mounts:             <none>
  Volumes:              <none>
Events:
  FirstSeen       LastSeen     Count    From                        SubobjectPath    Type      Reason              Message
  ---------       --------     -----    ----                        -------------    ----      ------              -------
  20s             20s          1        {replication-controller }                    Normal    SuccessfulCreate    Created pod: nginx-qrm3m
  20s             20s          1        {replication-controller }                    Normal    SuccessfulCreate    Created pod: nginx-3ntk0
  20s             20s          1        {replication-controller }                    Normal    SuccessfulCreate    Created pod: nginx-4ok8v

此時，創建了三個 pod，但是還沒有運行，可能正在拉取鏡像。 稍後，相同的命令可能顯示：

Pods Status:    3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed

刪除一個 ReplicationController 以及它的 Pod:

• 要刪除一個 ReplicationController 以及它的 Pod，使用 kubectl delete

只刪除 ReplicationController:

• 使用 kubectl ，爲 kubectl delete 指定 --cascade=false 選項
• 你可以刪除一個 ReplicationController 而不影響它的任何 pod

注意：
ReplicaSet 是下一代 ReplicationController ，支持新的基於集合的標籤選擇器。 它主要被 Deployment 用來作爲一種編排 pod 創建、刪除及更新的機制。 請注意，我們推薦使用 Deployment 而不是直接使用 ReplicaSet，除非您需要自定義更新編排或根本不需要更新。

３．StatefulSets

• StatefulSet 是用來管理有狀態應用的工作負載 API 對象。
• StatefulSet 用來管理 Deployment 和擴展一組 Pod，並且能爲這些 Pod 提供序號和唯一性保證。
• 和 Deployment 相同的是，StatefulSet 管理了基於相同容器定義的一組 Pod。但和 Deployment不同的是，StatefulSet 爲它們的每個 Pod 維護了一個固定的 ID。這些 Pod是基於相同的聲明來創建的，但是不能相互替換：無論怎麼調度，每個 Pod 都有一個永久不變的 ID。

特點：

• 穩定的、唯一的網絡標識符。
• 穩定的、持久的存儲。
• 有序的、優雅的部署和縮放。
• 有序的、自動的滾動更新。

缺點：

• 給定 Pod 的存儲必須由 PersistentVolume 驅動 基於所請求的 storage class
  來提供，或者由管理員預先提供。
• 刪除和／或收縮 StatefulSet 並不會刪除它關聯的存儲卷。這樣做是爲了保證數據安全，它通常比自動清除 StatefulSet
  所有相關的資源更有價值。
• StatefulSet 當前需要 headless 服務 來負責 Pod 的網絡標識。您需要負責創建此服務。
• 當刪除 StatefulSets 時，StatefulSet 不提供任何終止 Pod 的保證。爲了實現StatefulSet 中的Pod 可以有序和優雅的終止，可以在刪除之前將 StatefulSet 縮放爲 0。
• 在默認 Pod 管理策略(OrderedReady) 時使用 滾動更新，可能進入需要 人工干預 才能修復的損壞狀態。

案例：

• 名爲 nginx 的無頭服務用來控制網絡域。
• 名爲 web 的 StatefulSet 有一個 Spec，它表明將在單個 Pod 中啓動 nginx 容器的 3 個副本。
• volumeClaimTemplates 將通過 PersistentVolumes 驅動提供的 PersistentVolume
  來提供穩定的存儲。

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:
selector:
matchLabels:
  app: nginx # has to match .spec.template.metadata.labels
serviceName: "nginx"
replicas: 3 # by default is 1
template:
metadata:
  labels:
    app: nginx # has to match .spec.selector.matchLabels
spec:
  terminationGracePeriodSeconds: 10
  containers:
 - name: nginx
    image: k8s.gcr.io/nginx-slim:0.8
    ports:
    - containerPort: 80
      name: web
    volumeMounts:
    - name: www
      mountPath: /usr/share/nginx/html
volumeClaimTemplates:
 - metadata:
  name: www
spec:
  accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
  storageClassName: "my-storage-class"
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

４．DaemonSet

• DaemonSet 確保全部（或者某些）節點上運行一個 Pod 的副本。當有節點加入集羣時， 也會爲他們新增一個 Pod，當有節點從集羣移除時，這些 Pod 也會被回收。刪除 DaemonSet 將會刪除它創建的所有 Pod。

特點：

• 運行集羣存儲 daemon，例如在每個節點上運行 glusterd、ceph。

• 在每個節點上運行日誌收集 daemon，例如fluentd、logstash。

• 在每個節點上運行監控 daemon，例如 Prometheus Node Exporter、Sysdig
  代理、collectd、Dynatrace OneAgent、AppDynamics 代理、Datadog 代理、New Relic代理，Ganglia gmond 或 Instana 代理。

• 一個簡單的用法是在所有的節點上都啓動一個 DaemonSet，將被作爲每種類型的 daemon 使用。

• 一個稍微複雜的用法是單獨對每種 daemon 類型使用多個 DaemonSet，但具有不同的標誌，和/或對不同硬件類型具有不同的內存、CPU要求。

案例：

• 下面的 daemonset.yaml 文件描述了一個運行 fluentd-elasticsearch Docker 鏡像的
  DaemonSet：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-elasticsearch
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: fluentd-elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels:
        name: fluentd-elasticsearch
    spec:
      tolerations:
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: fluentd-elasticsearch
        image: quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v2.5.2
        resources:
          limits:
            memory: 200Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
        - name: varlibdockercontainers
          mountPath: /var/lib/docker/containers
          readOnly: true
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log
      - name: varlibdockercontainers
        hostPath:
          path: /var/lib/docker/containers

• 基於 YAML 文件創建 DaemonSet

[root@k8s-master ~]#  kubectl apply -f elasticsearch.yaml

５．Deployments

• Deployment控制器將實際狀態以受控的速率更改爲所需的狀態。您可以定義部署以創建新的副本集，或刪除現有部署並在新部署中採用其所有資源。

案例：

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