Deployment
Deployment负责管理部署，管理模式为：
Deployment只负责管理不同版本的ReplicaSet，由RepliaSet管理Pod副本数
每个RepliaSet对应了Deployment template的一个版本
一个RepliaSet下的Pod都是相同的版本
Deployment功能包括：
（1）定义Pod的期望数量，通过controller进行维持
例如扩缩容就是直接修改Deployment.spec.replicas，Deployment controller会把replicas同步到当前版本的RS中，由RS执行扩缩容
（2）配置Pod的发布方式，controller会按照用户给定的策略来更新Pod
例如修改template中一个容器的image，Deployment controller会基于新template创建一个新ReplicaSet，然后逐渐修改两个ReplicaSet中Pod的期望数量，最终完成一次发布。
（3）更新过程中发生问题时，进行一键回滚
不管是通过kubectl rollout命令还是通过回滚修改后重新发布，其实都是把template回滚为旧版本的template。
Deployment会重新修改旧ReplicaSet中Pod的期望数量，逐渐减少新版本ReplicaSet中的replica，最终把Pod从旧版本重新创建出来。
Deployment的资源对象描述文件：
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:1.14.2
ports:
- containerPort: 80
.spec.replicas定义期望的Pod数量；
.spec.selector是Pod选择器，圈定Deployment管理的Pod范围。所有扩容出来的Pod的Labels必须匹配该标签。
.spec.template是Pod相关的模板（k8s包含了podtemplates这种资源对象，但不能创建，只能包含在workload资源对象中），包含了：
期望Pod的metadata，其中包含了labels（和selector.matchLabels相匹配的标签）
最终创建出的Pod的spec
.spec.MinReadySeconds：默认情况下Deployment会根据Pod是否ready判断其是否可用。设置了MinReadySeconds后，Deployment会等若干秒之后才认为Pod是available的；
.spec.revisionHistoryLimit：除了当前版本外，还保留的历史版本数量，默认值为10个。
.spec.paused：标识Deployment只做数量维持，不做新的发布。所有对spec.template.spec的修改都不会触发新的rollout，只会把replicas同步到对应的ReplicaSet中，更新一下Deployment的status。在Debug场景下才会设置为true。
.spec.progressDeadlineSeconds：设置Deployment处于Processing状态的超时时间。超时后Deployment认为这个Pod进入failed状态。
.spec.strategy：spec.strategy.type为Recreate时，会先停掉所有旧的再起新的；为RollingUpdate（默认）时，会滚动更新，此时有两个可配置项：
MaxUnavailable：滚动过程中最多有多少个Pod不可用；
MaxSurge：滚动过程中最多存在多少个Pod超过预期replicas数量。
如果用户的资源足够，且更注重发布过程中的可用性，可设置MaxUnavailable较小、MaxSurge较大。
如果用户的资源比较紧张，可以设置MaxSurge较小，甚至设置为0
注意：MaxSurge和MaxUnavailable不能同时为0！
创建出一个Deployment的时候，可以通过kubectl get deployment，看到Deployment总体的状态：
$ kubectl create -f nginx-deployment.yaml $ kubectl get deployment NAME DESRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE nginx-deploynment 3 3 3 3 80m
DESIRED：期望的Pod数量；
CURRENT：当前实际 Pod 数量；
UP-TO-DATE：到达最新的期望版本的Pod数量；
AVAILABLE：运行过程中可用的Pod数量。
AGE：创建的时长。
Deployment的status中描述的状态包括：Processing（扩容/发布中）、Complete（运行中）以及Failed。
Deployment相关命令：
如果在发布过程中遇到了问题，通过kubectl rollout undo命令快速回滚Deployment版本：
$ kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment $ kubectl rollout undo deployment.v1.apps/nginx-deployment —to-revision=2
--to-revision指定可以回滚到某一个具体的版本，必须先查一下版本号：
$ kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment
查看rollout的状态
$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
扩容：
$ kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas 10
Deployment Controller实现原理：
Deployment Controller关注Deployment和ReplicaSet相关的event，收到事件后会加入到队列中。
从队列中把事件取出来后，会检查paused（Deployment是否需要新的发布）
ReplicaSet Controller也通过Informer机制监听ReplicaSet资源来维持应用希望的状态数量，但是只管理副本数。如果发现replicas比Pod数量大的话扩容，比实际数量小就缩容。
假如rsA的replicas从2被改到3。
首先，Reflector会watch到ReplicaSet和Pod两种资源的变化，在DeltaFIFO中塞入了对象是rsA、类型是Updated的记录。
Informer把新的ReplicaSet更新到Index中并调用Update的回调函数。
ReplicaSet Controller的Update回调函数发现ReplicaSet变化后会把nsA/rsA作为key值加入到工作队列中，
ReplicaSet Controller会并发启动多个worker，以处理不同的对象实例。
worker池中一个worker从工作队列中取到了key（nsA/rsA），并从Index中取到了ReplicaSet rsA的最新数据。
worker通过比较rsA的spec和status里的数值，发现需要对它进行扩容，因此创建了一个Pod。这个Pod的Ownereference指向向了ReplicaSet rsA。
worker如果处理失败，一般会把key重新加入到工作队列中，从而方便之后进行重试。
然后Reflector watch到的Pod新增事件，在DeltaFIFO中塞入了对象是Pod、类型是Add的记录。
Informer把新的Pod更新到Index中并调用ReplicaSet Controller的Add的回调函数。
ReplicaSet Controller的Add回调函数通过检查Pod的ownerReferences找到了对应的ReplicaSet，并把nsA/rsA字符串塞入到了工作队列中。
woker在得到新的工作项后，从缓存中取到了新的ReplicaSet记录，并得到了其所有创建的Pod。因为ReplicaSet 的status不是最新的（创建的Pod总数还未更新）。因此在此时ReplicaSet更新status使得spec和status达成一致。
StatefulSet
Deployment认为：它管理的所有相同版本的Pod都是一模一样的副本。也就是说，在Deployment Controller看来，所有相同版本的Pod都是完全相同的。
StatefulSet的特征：
-
每个Pod会有Order序号，会按照序号来创建、删除、更新Pod；
-
通过配置一个headless Service，使每个Pod有一个唯一的网络标识（hostname）
-
通过配置PVC模板，使每个Pod有一块或者多块PV存储盘；
-
支持一定数量的灰度发布。比如某StatefulSet有3副本，可以指定只升级其中的一个或者两个到新版本。
首先需要创建一个headless Service：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
ports:
- port: 80
name: web
clusterIP: None
selector:
app: nginx
StatefulSet的.spec.serviceName需要对应Headless Service的名字
也可以随便取一个错误的名字（不会做校验）。此时不会为Pod分配唯一的hostname
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
StatefulSet创建了三种资源：
-
ControllerRevision
通过ControllerRevision，StatefulSet可以很方便地管理不同版本的template模板。
在创建之初拥有的第一个template版本，会创建一个对应的ControllerRevision。当修改了image版本之后，StatefulSet Controller会创建一个新的ControllerRevision。
即，每一个ControllerRevision对应了每一个版本的Template，也对应了每一个版本的ControllerRevision hash。
-
PVC
在spec.volumeClaimTemplates中定义了叫www的PVC模板。通过这样的方式使每个Pod都有独立的PVC，并且挂载到容器中对应目录。
每个Pod创建前，会先创建PVC。顺序创建的PVC名为www-nginx-web-0、www-nginx-web-1……
注意：当前版本的StatefulSet不会在PVC中添加 OwnerReference，删除StatefulSet之后，StatefulSet创建的ControllerRevision和Pod都会被删除，但是PVC不会被级联删除。
-
Pod
按照0->1->2的顺序创建pod，创建的pod名为nginx-web-0、nginx-web-1……前面所有的Pod都要Ready之后，才会创建下一个 Pod
PVC创建完成后，Pending状态的Pod和PV进行绑定，然后变成了ContainerCreating，最后达到Running。
StatefulSet 通过Pod的label（controller-revision-hash）标识Pod所属的版本 。
.spec.podManagementPolicy：默认是OrderedReady（按序扩缩容），也有Paralel（并行扩缩容）
spec.strategy：spec.strategy.type为OnDelete时，Statefulset controller不会自动更新Pod，必须手动删除旧的
spec.strategy.type为RollingUpdate时，按照2->1->0的顺序升级（删除重建），controller-revision-hash会随之升级，PVC则会自动复用。
partition：可以指定部分更新
PS：假设当前有个replicas为10的StatefulSet，Pod 序号为0~9。partition是8。更新时，会保留0~7这8个Pod为旧版本，只更新 2个新版本作为灰度。
PS：若partition≥replicas，更新无法成功
PS：清除的版本，必须没有Pod。否则该ControllerRevision不能被删除的。
StatefulSet的status字段：
collisionCount：为了collision avoidance而加上的字段
currentReplica：当前版本的数量
currentRevision：当前版本号
updateReplicas：新版本的数量
updateRevision：当前要更新的版本号
replicas、readyReplicas、updatedReplicas：字面意思
此处currentReplica、updateReplica、currentRevision、updateRevision都是一样的，表示所有Pod已经升级到了所需要的版本。
StatefulSet Controller实现原理：
StatefulSet Controller从工作队列将工作项取出来后，先Update Revision，即查看当前拿到的StatefulSet中的template，有没有对应的ControllerRevision。如果没有，说明template已经更新过，Controller就会创建一个新版本的Revision，也就有了一个新的ControllerRevision hash版本号。
Update in order：Controller把所有版本号拿出来，并且按照序号整理一遍。这个整理的过程中，如果发现有缺少的 Pod，就按照序号去创建；如果发现有多余的 Pod，就按照序号去删除。即查看所有Pod是否满足序号。
Update status：当保证了Pod数量和序号满足Replica数量之后，Controller会去查看是否需要更新Pod。即查看Pod期望的版本是否符合要求，并且通过序号来更新。
Update in order中删除 Pod后，其实是在下一次触发事件，Controller才会发现缺少Pod，然后在Update in order中把新的Pod创建出来。在这之后Controller才会Update status（通过命令行看到的status 信息）。
Job
Job Controller实现原理：
Job Controller负责的工作包括：
根据配置创建相应的pod；
跟踪Job的状态，根据配置重试或者继续创建；
根据依赖关系，保证上一个Job运行完成之后再运行下一个Job；
自动添加label来跟踪对应的Pod，并根据配置并行或串行地创建Pod；
Job的的资源对象描述文件：
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: pi
spec:
template:
spec:
containers:
- name: pi
image: perl
command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
restartPolicy: Never
backoffLimit: 4
.spec.template.spec就是pod的spec。
.spec.template.spec.restartPolicy是重启策略，可以设置Never、OnFailure、Always三种。
若要并行运行job，还需要在spec中增加两个参数：
（1）.spec.completions：指定本Pod队列执行次数，即该Job指定的可以运行的总次数。
（2）.spec.parallelism：代表并行执行的个数，即一个管道或者缓冲器中缓冲队列的大小。
例如completions设置为8，parallelism设置成 2。即Job一定要执行8次，每次并行2个Pod，一共会执行4个批次。
.spec.backoffLimit表示一个Job到底能重试多少次。
$ kubectl get jobs Name COMPLETIONS DURATION AGE pi 1/1 71s 4m6s
COMPLETIONS：任务里有几个Pod，其中完成了多少个。
DURATION：Job里面的实际业务运行了多长时间。
AGE：这个Pod创建了多少时间。
生成的job中，会自动加上此Pod选择器：
selector:
matchLabels:
controller-uid: df858f2d-82cf-4726-85e9-8e7899d13d74
创建的Pod会自动加上controller-uid:xxx和的标签
如果job运行失败，.status.conditions中会显示Failed的reson和message
status:
conditions:
- lastProbeTime: "2020-10-20T12:09:53Z"
lastTransitionTime: "2020-10-20T12:09:53Z"
message: Job has reached the specified backoff limit
reason: BackoffLimitExceeded
status: "True"
type: Failed
failed: 2
startTime: "2020-10-20T12:09:07Z"
job的yaml文件无法看出Job创建了哪些Pod，只能通过kubectl describe job xxx看相应的Event，发现Job会创建叫job−name−{random-suffix}的Pod：
CronJob
CronJob主要是用来运作一些定时任务（如Jenkins构建等），和Job相比会多几个不同的字段：
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
name: hello
spec:
schedule: "*/1 * * * *"
jobTemplate:
spec:
template:
spec:
containers:
- name: hello
image: busybox
args:
- /bin/sh
- -c
- date; echo Hello from the Kubernetes cluster
restartPolicy: OnFailure
.spec.schedule：设置时间格式，格式和Linux的crontab一样
.spec.startingDeadlineSeconds：每次运行Job的时候最长可以等多长时间，超过时间CronJob就会停止这个 Job
.spec.concurrencyPolicy：是否允许并行运行。
PS：并行运行指的是，如果Job运行的时间特别长，第二个Job需要运行的时候上一个Job还没完成，会同时运行两个Job。
.spec.successfulJobsHistoryLimit：定时Job的执行历史的存留数。
DaemonSet
DaemonSet也是Kubernetes提供的一个default controller，它是一个守护进程的控制器，能帮我们做到以下几件事情：
保证集群内的每一个节点都运行一组相同的 pod
根据节点的状态保证新加入的节点自动创建对应的 pod
在移除节点的时候，能删除对应的 pod
跟踪每个 pod 的状态，当pod出现异常会及时recovery
常用于以下几点内容：
存储：需要每台节点上都运行一个类似于 Agent 的东西
日志收集：如logstash或者fluentd，需要每台节点都运行一个Agent
监控：如说Promethues
配置示例：
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:
containers:
- name: fluentd-elasticsearch
image: quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v2.5.2
创建的Daemonset会在每个node创建叫daemonset−name−{random-suffix}的Pod，通过matchLabel去管理对应所属的Pod
$ kubectl get ds NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATA AVAILABLE NODE ELECTION AGE fluentd-elasticsearch 4 4 4 4 4 <node> 4s
DESIRED：需要的pod个数
CURRENT：当前已存在pod个数
READY：就绪的个数
UP-TO-DATA：最新创建的个数
AVAILABLE：可用pod个数
NODE ELECTION：节点选择数
DaemonSet有两种更新策略：
RollingUpdate（默认）：先更新第一个Pod，然后老的Pod被移除，通过健康检查之后再建第二个Pod
OnDelete：模板更新后，Pod不会有任何变化。除非手动删除某一个节点上的Pod
DaemonSet Controller实现原理：
大体上与Job Controller类似，不过它还会监控Node的状态，根据配置的affinity或者label去选择对应的节点后，进行Pod的创建、Pod的版本比较和升级等。
更新完了之后，它会更新整个DaemonSet的状态
参考资源：阿里云云原生公开课