一、概述

1、Kubernetes控制器核心作用


1. **核心职能**：作为K8s集群的“管理控制中心/中心大脑”，核心目标是确保集群当前状态与期望状态一致。
2. **典型控制器示例**：
   - **ReplicaSet控制器**：负责维护集群中运行的Pod数量，保障Pod数量符合预期。
   - **Node控制器**：监控节点状态，节点故障时执行自动化修复流程，确保集群整体处于预期工作状态。

2、pod控制器列举

Pod 控制器是 Kubernetes 中用于管理 Pod 生命周期和副本数量等的核心组件，主要有以下几种类型：可以缩写

 
  • ReplicationController（RC）和 ReplicaSet（RS）：确保指定数量的 Pod 副本始终运行，ReplicaSet 是 ReplicationController 的升级版，支持更灵活的标签选择器。
  • Deployment：在 ReplicaSet 基础上，提供了滚动更新、回滚等更强大的部署和版本管理能力，是管理无状态应用的常用方式。
  • DaemonSet：保证在集群中的每一个节点（或符合条件的节点）上都运行一个 Pod 副本，常用于运行节点级的守护进程，如日志收集、监控代理等。
  • StatefulSet：用于管理有状态应用，为 Pod 提供稳定的网络标识（主机名、DNS）和持久化存储，保证 Pod 部署和扩展的顺序性。
  • Job/CronJob：Job 用于执行一次性任务，任务完成后 Pod 终止；CronJob 则是基于时间调度的 Job，可周期性地执行任务。
  • Horizontal Pod Autoscaling（HPA）：根据 CPU 利用率、内存使用等指标，自动水平缩放 Pod 的副本数量，实现资源的自动弹性伸缩。

二、Pod控制器

1、ReplicationController（RC） 

        ReplicationController(RC)用来确保容器应用的副本数始终保持在用户定义的副本数,即如果有容器异常退出,会自动创建新的Pod来替代;而如果异常多出来的容器也会自动回收（多数是根据时间回收，越短越优先）

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: rc-demo
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: rc-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: rc-demo
    spec:
      containers:
      - name: rc-demo-container
        image: wangyanglinux/myapp:v1.0
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: dns
        - name: zhangsan
          value: "123"
        ports:
        - containerPort: 80

pod是RC的子集，所以RC有探针和钩子

env是环境变量

编写、创建

a、删除一个

防止pod丢失、节点丢失、服务器损坏

b、标签子集

给pod添加一个新的标签

kubectl label pod podname version=v1

还是三个pod

修改一个pod的app标签

kubectl label pod podName app=xinxianghf --overwrite

        //对于已有标签要加 --overwrite 表示允许覆盖

会产生一个新的 app=rc-demo的pod来满足期望

将修改的标签改回

干掉运行时间小的pod，减小损失

c、修改副本数量

kubectl scale rc rc-demo --replicas=10

2、ReplicaSet（RS）

在新版本的 Kubernetes 中，建议使用 ReplicaSet 来取代 ReplicationController。ReplicaSet 跟 ReplicationController 没有本质的不同，只是名字不一样，并且 ReplicaSet 支持集合式的 selector；

# 1. 定义一个命名空间，用于隔离资源
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: web-app
---
# 2. 定义一个部署（Deployment），管理Pod副本集
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: web-app
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.25
        ports:
        - containerPort: 80
---
# 3. 定义一个服务（Service），暴露部署以供访问
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
  namespace: web-app
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: ClusterIP

matchLabels  匹配标签

删除、修改RS控制器会维持期望

a、特性

rs 在标签选择器上，除了可以定义键值对的选择形式，还支持 matchExpressions 字段，可以提供多种 选择。 目前支持的操作包括：

         In：label 的值在某个列表中

        NotIn：label 的值不在某个列表中

        Exists：某个 label 存在

        DoesNotExist：某个 label 不存在

b、存在运算符

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
 name: rs-me-exists-demo
spec:
 selector:
   matchExpressions:
     - key: app
       operator: Exists
 template:
   metadata:
     labels:
       app: spring-k8s
   spec:
     containers:
       - name: rs-me-exists-demo-container
         image: wangyanglinux/myapp:v1.0
         ports:
           - containerPort: 80

matchExpressions:
     - key: app
       operator: Exists

//是说只要有app 这个 key ，value无所谓

只有是自己的孩子才会被计数

c、In 运算符

在新版k8s中，创建的时候会去判断 pod的标签是否在 标签选择器之中，不在的话会报错

下面就不在

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-me-in-demo
spec:
  selector:
    matchExpressions:
      - key: app
        operator: In
        values:
          - spring-k8s
          - hahahah
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sg-k8s
    spec:
      containers:
        - name: rs-me-in-demo-container
          image: wangyanglinux/myapp:v1.0
          ports:
            - containerPort: 80

修正后

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-me-in-demo
spec:
  selector:
    matchExpressions:
      - key: app
        operator: In
        values:
          - spring-k8s
          - hahahah
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hahahah
    spec:
      containers:
        - name: rs-me-in-demo-container
          image: wangyanglinux/myapp:v1.0
          ports:
            - containerPort: 80

3、Deployment

滚动跟新

3.1 概念

  • ​核心作用​：Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供声明式定义方法，用以替代旧的 ReplicationController，从而更便捷地管理应用。

  • ​典型应用场景​：

    • 定义 Deployment 来创建 Pod 和 ReplicaSet；

    • 实现应用的滚动升级与回滚；

    • 对应用进行扩容（增加实例数）和缩容（减少实例数）；

    • 暂停或继续 Deployment 的部署流程。

3.2 声明式 vs 命令式

1. 声明式 vs 命令式的核心区别

  • ​声明式​：聚焦“最终要达成的结果”，仅陈述意图（而非实现过程的细节）。

    以 Kubernetes 为例：表述为 “集群中应该存在一个包含 3 个 Pod 的 ReplicaSet”，只需定义“期望状态”，由系统自动实现。

  • ​命令式​：聚焦“主动执行的动作”，直接下达命令。

    以 Kubernetes 为例：表述为 “创建一个包含 3 个 Pod 的 ReplicaSet”，需明确指定“做什么”和“怎么做”。

2. Kubernetes 中基于声明式配置的 kubectl命令示例

  • $ kubectl replace -f deployment.yaml：

    用 deployment.yaml中定义的配置“命令式”，​完全替换已有配置，完全替换集群中已有资源（若资源不存在则创建）。

  • $ kubectl apply -f deployment.yaml：

    根据 deployment.yaml定义的“声明式意图”，对集群资源执行创建/更新​（跟新新配置的，剩余保留）。

  • $ kubectl diff -f deployment.yaml：

    对比 deployment.yaml中声明的配置与集群当前实际状态，输出差异（用于预检变更，避免意外修改）。 

3.3 实验

清除pod、控制器 和 除k8s之外的 svc

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: myapp-deploy
  name: myapp-deploy
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp-deploy
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp-deploy
    spec:
      containers:
      - image: wangyanglinux/myapp:v1.0
        name: myapp

  spec:

        replicas:   //默认值是1

编写、创建，将pod数量设置成10

使用,是只更新新的内容

kubectl apply  -f 5.deployment.yaml

使用，是直接覆盖整个文件

kubectl replace -f 5.deployment.yaml

3.4 Deployment 常用命令解析

a --recoded

kubectl create -f deployment.yaml --record     

 --record 参数可以记录历史命令，方便查询版本变化

                如果 1 、 2 次加了，第三次没加，第三次的记录会照抄第二次

 kubectl create、apply、replace

               

create          （很笨不知道资源清单更新）

        创建资源对象

         -f        通过基于文件的创建，但是如果此文件描述的对象存在，那么哪怕文件描述的信息发生了改变，再次提交时也不会应用

 

apply        （维护资源清单更新的部分）

        创建资源对象、修改资源对象

        -f        基于文件创建，如果目标对象与文件本身发生改变，那么会根据文件的指定一一修饰对象的属性（部分更新）

 

replace        （资源清单更新后，重建所有对象）

        创建资源对象、修改资源对象

        -f        基于文件创建，如果目标对象与文件本身发生改变，那么会重建此对象（替换）

b 调整副本数量

kubectl scale deployment nginx-deoloyment --replicas 10

c 自动扩缩容 

kubectl autoscale deployment nginx-deployment --min10 --max15 --cpu-percent=80

d 设置镜像

kubectl set image deployment/nginx-deployment podname=地址

kubectl set image <资源类型>/<资源名称> <容器名>=<镜像地址:标签>

是更新一部分、创建一部分  -- 滚动跟新

--pending         pod创建了，但是还没有被分配到节点

e 打补丁

kubectl patch deployment 控制器名字 -p '{"spec":{"strategy":{"rollingUpdate":{"maxSurge":1,"maxUnavailable":0}}}}'

调整滚动跟新的数量

 // kubectl patch更新 Deployment 镜像

kubectl patch deployment deployment-demo \
--patch '{"spec": {"template": {"spec": {"containers": [{"name": "deployment-demo-container","image":"wangyanglinux/myapp:v2.0"}]}}}}'

  • ​kubectl​：Kubernetes 官方命令行工具，用于与集群交互。

  • ​patch​：kubectl 子命令，作用是对资源做「局部更新」​​（无需替换整个资源定义，仅修改指定字段）。

  • ​deployment deployment-demo​：指定资源类型为 Deployment，资源名称为 deployment-demo（即要更新的目标 Deployment）。

  • ​--patch​：后接「补丁内容」（以 JSON 格式编写），用于描述要修改的资源字段。

补丁内容的层级解释（JSON 结构）：

补丁的核心是修改 Deployment中容器镜像，因此需要定位到 Pod 模板里的容器：

  • 最外层 { "spec": { ... } }：spec是 Deployment 的「规格定义」，包含模板、副本数等核心配置。

  • 中间层 { "template": { "spec": { ... } } }：

    • template是 Deployment 的「Pod 模板」（所有新创建的 Pod 都基于该模板生成）；

    • template.spec是 Pod 的「规格定义」，包含容器、存储、网络等配置。

  • 最内层 { "containers": [ { "name": "...", "image": "..." } ] }：

    • containers是 Pod 中「容器列表」；

    • 匹配 name: "deployment-demo-container"的容器，将其 image修改为 wangyanglinux/myapp:v2.0（即把容器镜像从旧版本升级到 v2.0）。

// kubectl rollout pause暂停滚动更新

kubectl rollout pause deploy deployment-demo
  • •

    ​rollout​：kubectl 子命令，用于管理资源的「滚动更新」过程（如查看状态、暂停/继续/回滚等）。

  • •

    ​pause​：子命令动作，作用是暂停 Deployment 的滚动更新。

  • •

    ​deploy​：deployment的缩写，指定资源类型为 Deployment。

  • •

    ​deployment-demo​：目标 Deployment 名称。

//    恢复跟新
kubectl rollout resume deploy deployment名字

f  回滚

kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

deployment/nginx-deployment

 [资源类型]/[资源名称]：

 

通过控制RS的期望值来实现

kubectl rollout status deployment nginx-deployment

echo $?

回滚操作，其中 “echo $?” 可以在回滚完成后执行，若返回  0 证明成功

kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment --to-revsion=2

回滚到指定版本

kubectl rollout pause deploy deployment-demo

kubectl rollout resume deploy deployment名字

暂停滚动

 

恢复滚动

 

3.5 Dployment 更新策略

 

默认值

1.16版   deployment在跟新的时候允许  多/少 25%

修改

kubectl explain deploy.spec.strategy.type
        Recreat    //重建
        rollingUpdate    //滚动跟新
            maxSurge:  1 或者 25%   //最多允许比期望多几个
            maxUnavailable:    1 或者 25%    //最多可以比期望少几个

3.6 Deployment 清理策略

可以通过 备份资源清单  修改备份资源清单 

然后 “ kubectl apply -f xxx.yaml” 实现滚动跟新

历史的控制器都存在etcd中

 

您可以通过设置 .spec.revisionHistoryLimit项来指定 deployment 最多保留多少 revision 历史记录。默认的会保留所有的 revision；如果将该项设置为0，Deployment 就不允许回退了

 

 

删除控制器创建的pod

先删除控制器（否则pod杀不干净） -- 》 由控制器创建的pod会自己撕掉

kubectl delete rc --all

因为pod是根据pod控制器创建的，pod控制器是根据 资源清单创建的

删除pod和控制器的话，也可以直接删除对应的资源清单

 

 

 

 

# kubernetes # 容器 # 云原生
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