k8s 学习笔记之 Pod 控制器——ReplicaSet(RS)

2025-05-07 00:25:07

Pod控制器介绍

Pod 是 kubernetes 的最小管理单元,在 kubernetes 中,按照 pod 的创建方式可以将其分为两类:

自主式 pod:kubernetes 直接创建出来的 Pod,这种 pod 删除后就没有了,也不会重建

控制器创建的 pod:kubernetes 通过控制器创建的 pod,这种 pod 删除了之后还会自动重建(主要使用)

什么是 Pod 控制器

Pod 控制器是管理 pod 的中间层,使用 Pod 控制器之后,只需要告诉 Pod 控制器,想要多少个什么样的 Pod 就可以了,它会创建出满足条件的 Pod 并确保每一个 Pod 资源处于用户期望的目标状态。如果 Pod 资源在运行中出现故障,它会基于指定策略重新编排 Pod。

在 kubernetes 中,有很多类型的 pod 控制器,每种都有自己的适合的场景,常见的有下面这些:

ReplicationController:比较原始的 pod 控制器,已经被废弃,由 ReplicaSet 替代

ReplicaSet:保证副本数量一直维持在期望值,并支持 pod 数量扩缩容,镜像版本变更

Deployment:通过控制 ReplicaSet 来控制 Pod,并支持滚动升级、回退版本

Horizontal Pod Autoscaler:可以根据集群负载自动水平调整 Pod 的数量,实现削峰填谷(pod 少难以应付高负载会自动创建新的临时 pod,业务压力恢复正常后,临时 pod 会自动清除)

DaemonSet:在集群中的指定 Node 上运行且仅运行一个副本,一般用于守护进程类的任务

Job:它创建出来的 pod 只要完成任务就立即退出,不需要重启或重建,用于执行一次性任务

Cronjob:它创建的 Pod 负责周期性任务控制,用于执行周期性任务

StatefulSet:管理有状态应用

ReplicaSet(RS)

ReplicaSet 的主要作用是保证一定数量的 pod 正常运行,它会持续监听这些 Pod 的运行状态,一旦 Pod 发生故障,就会重启或重建。同时它还支持对 pod 数量的扩缩容和镜像版本的升降级。

ReplicaSet 的资源清单文件:

apiVersion: apps/v1 # 版本号

kind: ReplicaSet # 类型

metadata: # 元数据

name: # rs名称

namespace: # 所属命名空间

labels: #标签

controller: rs

spec: # 详情描述

replicas: 3 # 副本数量

selector: # 选择器,通过它指定该控制器管理哪些pod

matchLabels: # Labels匹配规则

app: nginx-pod

matchExpressions: # Expressions匹配规则

- {key: app, operator: In, values: [nginx-pod]}

template: # 模板,当副本数量不足时,会根据下面的模板创建pod副本

metadata:

labels:

app: nginx-pod

spec:

containers:

- name: nginx

image: nginx:1.17.1

ports:

- containerPort: 80

在这里面,需要新了解的配置项就是spec下面几个选项:

replicas:指定副本数量,其实就是当前 rs 创建出来的 pod 的数量,默认为1

selector:选择器,它的作用是建立 pod 控制器和 pod 之间的关联关系,采用的 Label Selector 机制

在 pod 模板上定义 label,在控制器上定义选择器,就可以表明当前控制器能管理哪些 pod 了

template:模板,就是当前控制器创建 pod 所使用的模板板,里面其实就是前一章学过的 pod 的定义

创建ReplicaSet

创建 pc-replicaset.yaml 文件,内容如下:

apiVersion: apps/v1

kind: ReplicaSet

metadata:

name: pc-replicaset

namespace: dev

spec:

replicas: 3

selector:

matchLabels:

app: nginx-pod

template:

metadata:

labels:

app: nginx-pod

spec:

containers:

- name: nginx

image: nginx:1.17.1

# 创建 rs

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f pc-replicaset.yaml

replicaset.apps/pc-replicaset created

# 查看 rs

# DESIRED:期望副本数量

# CURRENT:当前副本数量

# READY:已经准备好提供服务的副本数量

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get rs pc-replicaset -n dev -o wide

NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR

pc-replicaset 3 3 3 22s nginx nginx:1.17.1 app=nginx-pod

# 查看当前控制器创建出来的 pod

# 这里发现控制器创建出来的 pod 的名称是在控制器名称后面拼接了 -xxxxx 随机码

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n dev

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

pc-replicaset-6vmvt 1/1 Running 0 54s

pc-replicaset-fmb8f 1/1 Running 0 54s

pc-replicaset-snrk2 1/1 Running 0 54s

扩缩容

# 编辑 rs 的副本数量,修改 spec:replicas: 6 即可

[root@k8s-master01 ~]# kubectl edit rs pc-replicaset -n dev

replicaset.apps/pc-replicaset edited

# 查看 pod

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

pc-replicaset-6vmvt 1/1 Running 0 114m

pc-replicaset-cftnp 1/1 Running 0 10s

pc-replicaset-fjlm6 1/1 Running 0 10s

pc-replicaset-fmb8f 1/1 Running 0 114m

pc-replicaset-s2whj 1/1 Running 0 10s

pc-replicaset-snrk2 1/1 Running 0 114m

# 当然也可以直接使用命令实现

# 使用`scale`命令实现扩缩容, 后面 --replicas=n 直接指定目标数量即可

[root@k8s-master01 ~]# kubectl scale rs pc-replicaset --replicas=2 -n dev

replicaset.apps/pc-replicaset scaled

# 命令运行完毕,立即查看,发现已经有4个开始准备退出了

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

pc-replicaset-6vmvt 0/1 Terminating 0 118m

pc-replicaset-cftnp 0/1 Terminating 0 4m17s

pc-replicaset-fjlm6 0/1 Terminating 0 4m17s

pc-replicaset-fmb8f 1/1 Running 0 118m

pc-replicaset-s2whj 0/1 Terminating 0 4m17s

pc-replicaset-snrk2 1/1 Running 0 118m

#稍等片刻,就只剩下2个了

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

pc-replicaset-fmb8f 1/1 Running 0 119m

pc-replicaset-snrk2 1/1 Running 0 119m

镜像升级

# 编辑 rs 的容器镜像里面的配置为 `- image: nginx:1.17.2`

[root@k8s-master01 ~]# kubectl edit rs pc-replicaset -n dev

replicaset.apps/pc-replicaset edited

# 再次查看,发现镜像版本已经变更了

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get rs -n dev -o wide

NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES ...

pc-replicaset 2 2 2 140m nginx nginx:1.17.2 ...

# 同样的道理,也可以使用命令完成这个工作

# kubectl set image rs rs名称 容器名字=镜像版本 -n namespace

[root@k8s-master01 ~]# kubectl set image rs pc-replicaset nginx=nginx:1.17.1 -n dev

replicaset.apps/pc-replicaset image updated

# 再次查看,发现镜像版本已经变更了

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get rs -n dev -o wide

NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES ...

pc-replicaset 2 2 2 145m nginx nginx:1.17.1 ...

删除 ReplicaSet

# 使用 kubectl delete命令 会删除此 RS 以及它管理的 Pod

# 在 kubernetes 删除 RS 前,会将 RS 的 replicasclear 调整为0,等待所有的 Pod 被删除后,再执行 RS 对象的删除

[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete rs pc-replicaset -n dev

replicaset.apps "pc-replicaset" deleted

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n dev -o wide

No resources found in dev namespace.

# 如果希望仅仅删除 RS 对象(保留 Pod),可以使用 kubectl delete 命令时添加`--cascade=false`选项——设置级联为 false(不推荐)。

[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete rs pc-replicaset -n dev --cascade=false

replicaset.apps "pc-replicaset" deleted

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

pc-replicaset-cl82j 1/1 Running 0 75s

pc-replicaset-dslhb 1/1 Running 0 75s

# 也可以使用 yaml 直接删除(推荐)

[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -f pc-replicaset.yaml

replicaset.apps "pc-replicaset" deleted