3.1 控制器之ReplicaSet/ReplicationController

向右看齐 2023-02-20 03:17 10阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  ReplicaSet使用
 *   *  1、创建ReplicaSet
     *  2、删除一个pod
     *  3、修改pod标签
     *  4、标签选择器
     *  4、修改ReplicaSet标签选择器
     *  5、水平缩放pod
     *  6、删除ReplicaSet控制器

在新版本k8s中，ReplicaSet取代了ReplicationController，ReplicaSet除了满足ReplicationController，其强大之处还在于支持标签选择器。所以本文主要以ReplicaSet为主。  
ReplicaSet主要用来监控k8s中的pod，使其数量与副本数保持一致，当pod数量少于副本数量时会根据定义的pod模板启动相应的pod数量，当pod数量多于副本数数量时，它将删除多于的pod。手动增加ReplicaSet选择的标签类型的pod会k8s中pod数量多于副本数，ReplicaSet将删除多于的pod。  
**ReplicaSet优点：**

*  当集群几点发生故障时，为故障的pod创建替代的副本；
 *  可以轻松实现pod的水平伸缩

# ReplicaSet使用 #

## 1、创建ReplicaSet ##

replica\_set\_example.yaml配置如下：

apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: ReplicaSet  			#控制器类型为ReplicaSet
    metadata:
      name: nginx-relica 		#ReplicaSet控制器名字为nginx-relica
    spec: 						#ReplicaSet控制器的描述
      replicas: 3  				#pod的副本数
      selector: 				#ReplicaSet控制器的选择器
        matchLabels:  			#ReplicaSet控制器定义标签
          app: nginx-label  	#ReplicaSet控制器管理标签为app=nginx-label的pod
      template: 				#pod的模板
        metadata:   			#pod的元数据
          labels:  				#定义pod的标签
            app: nginx-label 	#定义pod的标签为app=nginx-label
        spec:   				#pod的描述
          containers:  			#定义pod中容器
          - name: nginx-pod  	#容器的名字为nginx-pod
            image: nginx  		#容器的镜像为nginx
            imagePullPolicy: IfNotPresent 	#镜像策略，如果本地有nginx镜像，就用本地的镜像启动容器，如果本地没有默认从docker hub上获取latest版本nginx镜像
            ports:  			#定义容器端口
            - containerPort: 80 #暴露容器中80端口
            command: ["/bin/sh", "-c", "echo hello world > /usr/share/nginx/html/hello.html; sleep 3600"] #容器启动后，执行command命令

用create创建ReplicaSet， `kubectl create -f replica_set_example.yaml`，执行如下

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl create -f replica_set_example.yaml 
    replicaset.extensions/nginx-relica created
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get replicaset
    NAME           DESIRED   CURRENT   READY   AGE
    nginx-relica   3         3         3       12s
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-relica-8b26w   1/1     Running   0          20s
    nginx-relica-grs84   1/1     Running   0          20s
    nginx-relica-ts6n4   1/1     Running   0          20s

## 2、删除一个pod ##

ReplicaSet管理了3个副本的pod，删除其中一个pod后，ReplicaSet会根据副本数重新启动一个pod，保持集群中有3个副本，如命令所示

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl delete pod nginx-relica-grs84
    pod "nginx-relica-grs84" deleted
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-relica-kpq7k   1/1     Running   0          33s
    nginx-relica-rrsph   1/1     Running   0          2m13s
    nginx-relica-ts6n4   1/1     Running   0          3m5s

## 3、修改pod标签 ##

通过ReplicaSet创建pod后，如果修改了pod的标签，ReplicaSet检查管理的pod数量少于副本数，会重新启动pod维持副本数量的pod。为修改pod标签前如下

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod --show-labels
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
    nginx-relica-kpq7k   1/1     Running   47         47h   app=nginx-label
    nginx-relica-rrsph   1/1     Running   47         47h   app=nginx-label
    nginx-relica-ts6n4   1/1     Running   47         47h   app=nginx-label

修改其中一个pod的标签app=nginx-label修改为app=nginx-debug

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl label pod nginx-relica-kpq7k app=nginx-debug --overwrite
    pod/nginx-relica-kpq7k labeled

然后再查询pod数量

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod --show-labels
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
    nginx-relica-hpk5f   1/1     Running   0          15s   app=nginx-label
    nginx-relica-kpq7k   1/1     Running   47         47h   app=nginx-debug
    nginx-relica-rrsph   1/1     Running   47         47h   app=nginx-label
    nginx-relica-ts6n4   1/1     Running   47         47h   app=nginx-label

发现又重新启动了一个app=nginx-label的pod，始终维持在副本数量的pod。

## 4、标签选择器 ##

前面示例已经用过了标签选择器，标签选择器主要是用来控制pod的

spec: 						#ReplicaSet控制器的描述
      replicas: 3  				#pod的副本数
      selector: 				#ReplicaSet控制器的选择器
        matchLabels:  			#ReplicaSet控制器定义标签
          app: nginx-label  	#ReplicaSet控制器管理标签为app=nginx-label的pod

selector选择器下的matchLabels用来匹配单个标签键值对形式的，相当于k8s老版本中ReplicationController控制器的作用。另外selector选择器下的matchExpressions拥有更强大的选择功能。例如

spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchExpressions:
        - key: app  #matchExpressions为list类型
          operator: In
          values:
          - nginx-prod #values为List类型

该标签选择器会选择标签app在nginx-prod标签的pod进行管理。

**matchExpressions选择模式强大，有如下几种选择模式：**

*  In ： key指定的标签必须与values中列举的标签其中一个匹配；
 *  Notin : key指定的标签与values中列举的标签任何一个都不匹配；
 *  Exists : key指定的标签名字只要与pod中标签名字一致，pod就会被管理，不管标签的value值是否一致，只要标签的名字一致就可以；
 *  DoesNotExist : 与Exists 相反。

例如，只要创建的pod含有便签app，不管标签的value值如何，都会被ReplicaSet进行管理。

spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchExpressions:
        - key: app
          operator: Exists

注意：上面示例中，只指定了matchExpressions中的一个标签表达式，因为matchExpressions是list类型，可以指定多个选择器表达式，如果指定多个表达式，多有选择器必须与Pod匹配才能选中并管理pod。另外，如果同时指定了matchExpressions和matchLabels两种选择模式，则两种选择模式必须都匹配，pod才会被选中并进行管理。

## 4、修改ReplicaSet标签选择器 ##

replicaset管理pod后，如果修改了ReplicaSet标签选择器，会使ReplicaSet放弃正在管理的pod，转而去管理修改选择器后的指定的pod或者重新创建指定标签的pod。  
比如用replica\_set\_example.yaml创建replicaset，并创建管理4个pod

apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: ReplicaSet
    metadata:
      name: nginx-relica
    spec:
      replicas: 4
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx-prod
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx-prod
        spec:
          containers:
          - name: nginx-pod
            image: nginx
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            ports:
            - containerPort: 80
            command: ["/bin/sh", "-c", "echo hello world > /usr/share/nginx/html/hello.html; sleep 3600"]

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl create -f replica_set_example.yaml 
    replicaset.extensions/nginx-relica created
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-relica-4wcvq   1/1     Running   0          2m1s
    nginx-relica-5q59d   1/1     Running   0          2m1s
    nginx-relica-x694n   1/1     Running   0          2m1s
    nginx-relica-ztp6p   1/1     Running   0          2m1s

执行上述命令后，nginx-relica管理着4个标签为nginx-prod的pod，下面修改一下nginx-relica的选择器，使其管理4个标签为nginx-debug的pod

kubectl edit rs nginx-relica  #编辑nginx-relica

……省略
    spec:
      replicas: 4
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx-debug   #标签选择器从nginx-prod修改为nginx-debug
      template:
        metadata:
          creationTimestamp: null
          labels:
            app: nginx-debug  #pod的模板标签从nginx-prod修改为nginx-debug
        spec:
    	……省略

编辑完replicaset后，重新查看pod情况，发现replicaset重新管理了4个标签为app=nginx-debug的pod，但原来的app=nginx-prod的pod并没有自动删除，如果手动删除后，不会再自动重建，如果手动删除标签为app=nginx-debug的pod，replicaset会自动进行重新重建标签为app=nginx-debug的pod，使其数量达到副本数。

[root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod --show-labels
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
    nginx-relica-4wcvq   1/1     Running   0          4m26s   app=nginx-prod
    nginx-relica-5q59d   1/1     Running   0          4m26s   app=nginx-prod
    nginx-relica-5wspn   1/1     Running   0          21s     app=nginx-debug
    nginx-relica-795dg   1/1     Running   0          21s     app=nginx-debug
    nginx-relica-cp2fx   1/1     Running   0          21s     app=nginx-debug
    nginx-relica-nx8d6   1/1     Running   0          21s     app=nginx-debug
    nginx-relica-x694n   1/1     Running   0          4m26s   app=nginx-prod
    nginx-relica-ztp6p   1/1     Running   0          4m26s   app=nginx-prod

## 5、水平缩放pod ##

集群中，有时访问量增加，需要水平扩展pod数量，或者晚上访问量小，缩小pod数量，节省资源。  
下面通过ReplicaSet创建3个pod，然后再水平扩展到4个pod

#通过replicaset创建管理pod
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl create -f replica_set_example.yaml 
    replicaset.extensions/nginx-relica created
    #成功创建3个pod
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-relica-dnmhs   1/1     Running   0          5s
    nginx-relica-g98nc   1/1     Running   0          5s
    nginx-relica-w88mm   1/1     Running   0          5s
    #ReplicaSet的副本数扩展到4个
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl scale replicaset nginx-relica --replicas=4
    replicaset.extensions/nginx-relica scaled
    #再次查询pod数量为4
    [root@k8s-master01 sc_work]# kubectl get pod
    NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-relica-88r59   1/1     Running   0          5s
    nginx-relica-dnmhs   1/1     Running   0          63s
    nginx-relica-g98nc   1/1     Running   0          63s
    nginx-relica-w88mm   1/1     Running   0          63s

## 6、删除ReplicaSet控制器 ##

*  直接删除ReplicaSet后也会连带删除ReplicaSet控制器管理的Pod

kubectl delete replicaset nginx-relica #执行命令后，nginx-relica管理的pod也会被删除

*  删除ReplicaSet但保留pod运行

kubectl delete rs nginx-relica --cascade=false #删除nginx-relica后，nginx-relica管理的pod继续运行

**注**：ReplicaSet可以简写为rs，比如

kubectl get rs

*参考《kubernetes in action》*