kubernetes 核心技术-Controller 控制器

一、什么是Controller?

Controller是在集群上管理和运行容器的对象，Controller是实际存在的，Pod是抽象的，主要创建管理pod

二、Pod和Controller的关系

Pod是通过Controller实现应用的运维，比如弹性伸缩，滚动升级等

Pod 和 Controller之间是通过label标签来建立关系，同时Controller又被称为控制器工作负载

三、Deployment控制器应用场景

• Deployment控制器可以部署无状态应用
• 管理Pod和ReplicaSet
• 部署，滚动升级等功能
• 应用场景：web服务，微服务

  Deployment表示用户对K8S集群的一次更新操作。Deployment是一个比RS( Replica Set, RS) 应用模型更广的 API 对象，可以是创建一个新的服务，更新一个新的服务，也可以是滚动升级一个服务。滚动升级一个服务，实际是创建一个新的RS，然后逐渐将新 RS 中副本数增加到理想状态，将旧RS中的副本数减少到0的复合操作。

  这样一个复合操作用一个RS是不好描述的，所以用一个更通用的Deployment来描述。以K8S的发展方向，未来对所有长期伺服型的业务的管理，都会通过Deployment来管理。

四、Deployment控制器部署应用

之前我们也使用Deployment部署过应用，如下代码所示

[root@k8s-master ~]$ kubectrl create deployment web --image=nginx

但是上述代码不是很好的进行复用，因为每次我们都需要重新输入代码，所以我们都是通过YAML进行配置

但是我们可以尝试使用上面的代码创建一个镜像【只是尝试，不会创建】

4.1 导出yaml文件

[root@k8s-master ~]$ kubectl create deployment web --image=nginx --dry-run -o yaml > web.yaml

[root@k8s-master ~]$ cat web.yaml
apiVersion: apps/v1  #API版本，可以用kubectl api-versions命令查询
kind: Deployment  #yaml文件定义的资源类型和角色，可以是Deployment、Job、Ingress、Service等
metadata:  #元数据，固定值写metadata，包含Pod的一些meta信息，比如名称、namespace、标签等信息。
  creationTimestamp: null
  labels:  # 设定资源的标签
    app: web
  name: web
spec:  # 资源规范字段
  replicas: 1 # 声明副本数目
  selector: # 选择器
    matchLabels: # 匹配标签
      app: web  #匹配template标签的web
  strategy: {} # 策略
  template: # 模版
    metadata: # 资源的元数据/属性
      creationTimestamp: null
      labels:  # 设定资源的标签
        app: web
    spec: # 资源规范字段
      containers:
      - image: nginx # 容器使用的镜像地址
        name: nginx # 容器的名字
        resources: {}
status: {}

我们看到的 selector 和 label 就是我们Pod 和 Controller之间建立关系的桥梁

4.2 使用YAML创建Pod

通过刚刚的代码，我们已经生成了YAML文件，下面我们就可以使用该配置文件快速创建Pod镜像了

[root@k8s-master ~]$ kubectl apply -f web.yaml

[root@k8s-master ~]$ kubectl get pods
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
web-5dcb957ccc-jph2p   1/1     Running   0          63s

但是因为这个方式创建的，我们只能在集群内部进行访问，所以我们还需要对外暴露端口

[root@k8s-master ~]$ kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort --target-port=80 --name=web1

关于上述命令，有几次参数

• --port：就是我们内部的端口号
• --target-get-port：就是暴露外面访问的端口号
• --name：名称
• --type：类型

导出发布对应的配置文件

[root@k8s-master ~]$ kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort --target-port=80 --name=web1 -o yaml > web1.yaml

[root@k8s-master ~]$ cat web1.yaml
apiVersion: v1 # 指定api版本，此值必须在kubectl api-versions中
kind: Service # 指定创建资源的角色/类型
metadata: # 资源的元数据/属性
  creationTimestamp: "2021-01-24T12:53:26Z"
  labels: # 设定资源的标签
    app: web
  managedFields:
  - apiVersion: v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:metadata:
        f:labels:
          .: {}
          f:app: {}
      f:spec:
        f:externalTrafficPolicy: {}
        f:ports:
          .: {}
          k:{"port":80,"protocol":"TCP"}:
            .: {}
            f:port: {}
            f:protocol: {}
            f:targetPort: {}
        f:selector:
      f:metadata:
        f:labels:
          .: {}
          f:app: {}
      f:spec:
        f:externalTrafficPolicy: {}
        f:ports:
          .: {}
          k:{"port":80,"protocol":"TCP"}:
            .: {}
            f:port: {}
            f:protocol: {}
            f:targetPort: {}
        f:selector:
          .: {}
          f:app: {}
        f:sessionAffinity: {}
        f:type: {}
    manager: kubectl
    operation: Update
    time: "2021-01-24T12:53:26Z"
  name: web1
  namespace: default
  resourceVersion: "52349"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/services/web1
  uid: 296d8c14-d397-42d4-b26d-28de0a7d372d
spec:
  clusterIP: 10.99.52.163
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:  #对外发布
  - nodePort: 32180
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: web
  sessionAffinity: None
  type: NodePort
status:
  loadBalancer: {}

#对外暴露服务
[root@k8s-master ~]$ kubectl apply -f web1.yaml

可以通过下面的命令来查看对外暴露的服务

[root@k8s-master ~]$  kubectl get pods,svc
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/web-5dcb957ccc-jph2p   1/1     Running   0          11m

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        8h
service/web1         NodePort    10.99.52.163   <none>        80:32180/TCP   6m2s

然后我们访问对应的url，即可看到 nginx了http://192.168.88.11:32180/

五、升级回滚和弹性伸缩

• 升级： 假设从版本为1.14 升级到 1.15 ，这就叫应用的升级【升级可以保证服务不中断】
• 回滚： 从版本1.15 变成 1.14，这就叫应用的回滚
• 弹性伸缩： 我们根据不同的业务场景，来改变Pod的数量对外提供服务，这就是弹性伸缩

之前创建的pod删除掉

[root@k8s-master ~]# kubectl delete deployment web

5.1 应用升级和回滚

5.1.1 应用升级

首先创建一个 1.14版本的Pod

[root@k8s-master ~]$ vim web.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.14 #指定1.14版本
        name: nginx
        resources: {}
status: {}

开始创建Pod

[root@k8s-master ~]$ kubectl apply -f web.yaml

在node节点使用docker images命令，就能看到我们成功拉取到了一个 1.14版本的镜像

使用下面的命令，可以将nginx从 1.14 升级到 1.15

[root@k8s-master ~]$ kubectl set image deployment web nginx=nginx:1.15

1. 首先是开始的nginx 1.14版本的Pod在运行，然后 1.15版本的在创建
2. 然后在1.15版本创建完成后，就会暂停1.14版本
3. 最后把1.14版本的Pod移除，完成我们的升级

我们在下载 1.15版本，容器就处于ContainerCreating状态，然后下载完成后，就用 1.15版本去替换1.14版本了，这么做的好处就是：升级可以保证服务不中断

5.1.2 查看升级状态

[root@k8s-master ~]$ kubectl rollout status deployment web
deployment "web" successfully rolled out

5.1.3 应用回滚

查看历史版本

[root@k8s-master ~]$ kubectl rollout history deployment web
deployment.apps/web
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         <none>

回滚到上一个版本

[root@k8s-master ~]$ kubectl rollout undo deployment web
#undo

同时我们还可以回滚到指定版本

[root@k8s-master ~]$ kubectl rollout undo deployment web --to-revision=2

5.2 弹性伸缩

弹性伸缩，也就是我们通过命令一下创建多个副本

[root@k8s-master ~]$ kubectl scale deployment web --replicas=10

[root@k8s-master ~]$ kubectl get pods
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
web-65b7447c7-28ppk   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-8rspl   1/1     Running   1          6m42s
web-65b7447c7-9mv5n   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-9sqrv   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-c8g9t   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-mczxb   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-nxz2h   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-r6p75   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-vx6mv   1/1     Running   0          3m5s
web-65b7447c7-vzt7s   1/1     Running   0          3m5s