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ReplicaSet

發布時間：2024/3/7 编程问答 32 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 ReplicaSet 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

實驗環境

實驗環境： 1、win10,vmwrokstation虛機； 2、k8s集群：3臺centos7.6 1810虛機，1個master節點,2個node節點k8s version：v1.22.2containerd://1.5.5

實驗軟件(無)

1、ReplicaSet 控制器

前面我們一起學習了 Pod 的原理和一些基本使用，但是在實際使用的時候并不會直接使用 Pod，而是會使用各種控制器來滿足我們的需求，Kubernetes 中運行了一系列控制器來確保集群的當前狀態與期望狀態保持一致，它們就是 Kubernetes 的大腦/心臟。例如，ReplicaSet 控制器負責維護集群中運行的 Pod 數量；Node 控制器負責監控節點的狀態，并在節點出現故障時及時做出響應。總而言之，在 Kubernetes 中，每個控制器只負責某種類型的特定資源。

2、控制器

注意理解下關于控制器的描述：

Kubernetes 控制器會監聽資源的創建/更新/刪除事件，并觸發 Reconcile 調諧函數作為響應，整個調整過程被稱作 “Reconcile Loop”（調諧循環）或者 “Sync Loop”（同步循環）。**Reconcile 是一個使用資源對象的命名空間和資源對象名稱來調用的函數，使得資源對象的實際狀態與資源清單中定義的狀態保持一致。調用完成后，Reconcile 會將資源對象的狀態更新為當前實際狀態。**我們可以用下面的一段偽代碼來表示這個過程：

for {desired := getDesiredState() // 期望的狀態current := getCurrentState() // 當前實際狀態if current == desired { // 如果狀態一致則什么都不做// nothing to do} else { // 如果狀態不一致則調整編排，到一致為止// change current to desired status} }

這個編排模型就是 Kubernetes 項目中的一個通用編排模式，即：控制循環（control loop）。

3、ReplicaSet

假如我們現在有一個 Pod 正在提供線上的服務，我們來想想一下我們可能會遇到的一些場景：

某次運營活動非常成功，網站訪問量突然暴增
運行當前 Pod 的節點發生故障了，Pod 不能正常提供服務了

第一種情況，可能比較好應對，活動之前我們可以大概計算下會有多大的訪問量，提前多啟動幾個 Pod 副本，活動結束后再把多余的 Pod 殺掉，雖然有點麻煩，但是還是能夠應對這種情況的。

第二種情況，可能某天夜里收到大量報警說服務掛了，然后起來打開電腦在另外的節點上重新啟動一個新的 Pod，問題可以解決。

但是如果我們都人工的去解決遇到的這些問題，似乎又回到了以前刀耕火種的時代了是吧？如果有一種工具能夠來幫助我們自動管理 Pod 就好了，Pod 掛了自動幫我在合適的節點上重新啟動一個 Pod，這樣是不是遇到上面的問題我們都不需要手動去解決了。

而 ReplicaSet 這種資源對象就可以來幫助我們實現這個功能，ReplicaSet（RS）的主要作用就是維持一組 Pod 副本的運行，保證一定數量的 Pod 在集群中正常運行，ReplicaSet 控制器會持續監聽它所控制的這些 Pod 的運行狀態，在 Pod 發送故障數量減少或者增加時會觸發調諧過程，始終保持副本數量一定。

??實驗測試：

實驗日期：2021年11月8日21:25:39

和 Pod 一樣我們仍然還是通過 YAML 文件來描述我們的 ReplicaSet 資源對象，如下 YAML 文件是一個常見的 ReplicaSet 定義：

[root@master1 ~]#vim nginx-rs.yaml

# nginx-rs.yaml apiVersion: apps/v1 kind: ReplicaSet metadata:name: nginx-rsnamespace: default spec:replicas: 3 # 期望的 Pod 副本數量，默認值為1selector: # Label Selector，必須匹配被管理的Pod的標簽matchLabels:app: nginxtemplate: # Pod 模板metadata: #Pod名稱會根據rs的name自動生成labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxports:- containerPort: 80

上面的 YAML 文件結構和我們之前定義的 Pod 看上去沒太大兩樣，有常見的 apiVersion、kind、metadata，在 spec 下面描述 ReplicaSet 的基本信息，其中包含3個重要內容：

replias：表示期望的 Pod 的副本數量
selector：Label Selector，用來匹配要控制的 Pod 標簽，需要和下面的 Pod 模板中的標簽一致
template：Pod 模板，實際上就是以前我們定義的 Pod 內容，相當于把一個 Pod 的描述以模板的形式嵌入到了 ReplicaSet 中來。

Pod 模板：

Pod 模板這個概念非常重要，因為后面我們講解到的大多數控制器，都會使用 Pod 模板來統一定義它所要管理的 Pod。更有意思的是，我們還會看到其他類型的對象模板，比如Volume 的模板等。

上面就是我們定義的一個普通的 ReplicaSet 資源清單文件，ReplicaSet 控制器會通過定義的 Label Selector 標簽去查找集群中的 Pod 對象：

我們直接來創建上面的資源對象：

[root@master1 ~]#kubectl apply -f nginx-rs.yaml replicaset.apps/nginx-rs created [root@master1 ~]#kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE nginx-rs 3 3 3 46s [root@master1 ~]#

通過查看 RS 可以看到當前資源對象的描述信息，包括DESIRED、CURRENT、READY的狀態值，創建完成后，可以利用如下命令查看下 Pod 列表：

[root@master1 ~]#kubectl get po -l app=nginx NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-rs-7btxg 1/1 Running 0 82s nginx-rs-gfhzx 1/1 Running 0 82s nginx-rs-v8rrb 1/1 Running 0 82s [root@master1 ~]#

可以看到現在有 3 個 Pod，這 3 個 Pod 就是我們在 RS 中聲明的 3 個副本，比如我們刪除其中一個 Pod：

[root@master1 ~]#kubectl delete pod nginx-rs-v8rrb pod "nginx-rs-v8rrb" deleted

然后再查看 Pod 列表：

[root@master1 ~]#kubectl get po -l app=nginx NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-rs-7btxg 1/1 Running 0 2m28s nginx-rs-gfhzx 1/1 Running 0 2m28s nginx-rs-xxplf 1/1 Running 0 28s [root@master1 ~]#

可以看到又重新出現了一個 Pod，這個就是上面我們所說的 ReplicaSet 控制器為我們做的工作，我們在 YAML 文件中聲明了 3 個副本，然后現在我們刪除了一個副本，就變成了兩個，這個時候 ReplicaSet 控制器監控到控制的 Pod 數量和期望的 3 不一致，所以就需要啟動一個新的 Pod 來保持 3 個副本，這個過程上面我們說了就是調諧的過程。同樣可以查看 RS 的描述信息來查看到相關的事件信息：

[root@master1 ~]#kubectl describe rs nginx-rs Name: nginx-rs Namespace: default Selector: app=nginx Labels: <none> Annotations: <none> Replicas: 3 current / 3 desired Pods Status: 3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed Pod Template:Labels: app=nginxContainers:nginx:Image: nginxPort: 80/TCPHost Port: 0/TCPEnvironment: <none>Mounts: <none>Volumes: <none> Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal SuccessfulCreate 3m31s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-v8rrbNormal SuccessfulCreate 3m31s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-7btxgNormal SuccessfulCreate 3m31s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-gfhzxNormal SuccessfulCreate 91s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-xxplf [root@master1 ~]#

可以發現最開始通過 ReplicaSet 控制器創建了 3 個 Pod，后面我們刪除了 Pod 后， ReplicaSet 控制器又為我們創建了一個 Pod，和上面我們的描述是一致的。如果這個時候我們把 RS 資源對象的 Pod 副本更改為 2 spec.replicas=2，這個時候我們來更新下資源對象：

[root@master1 ~]#vim nginx-rs.yaml …… spec:8 replicas: 2 #修改pod副本數為29 selector:10 matchLabels:11 app: nginx …… [root@master1 ~]#kubectl apply -f nginx-rs.yaml replicaset.apps/nginx-rs configured [root@master1 ~]#[root@master1 ~]#kubectl get rs NAME DESIRED CURRENT READY AGE nginx-rs 2 2 2 5m38s [root@master1 ~]#kubectl describe rs nginx-rs Name: nginx-rs Namespace: default Selector: app=nginx Labels: <none> Annotations: <none> Replicas: 2 current / 2 desired Pods Status: 2 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed Pod Template:Labels: app=nginxContainers:nginx:Image: nginxPort: 80/TCPHost Port: 0/TCPEnvironment: <none>Mounts: <none>Volumes: <none> Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal SuccessfulCreate 5m43s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-v8rrbNormal SuccessfulCreate 5m43s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-7btxgNormal SuccessfulCreate 5m43s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-gfhzxNormal SuccessfulCreate 3m43s replicaset-controller Created pod: nginx-rs-xxplfNormal SuccessfulDelete 19s replicaset-controller Deleted pod: nginx-rs-xxplf [root@master1 ~]#

可以看到 Replicaset 控制器在發現我們的資源聲明中副本數變更為 2 后，就主動去刪除了一個 Pod，這樣副本數就和期望的始終保持一致了：

[root@master1 ~]#kubectl get po -l app=nginx NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-rs-7btxg 1/1 Running 0 6m12s nginx-rs-gfhzx 1/1 Running 0 6m12s [root@master1 ~]#

我們可以隨便查看一個 Pod 的描述信息可以看到這個 Pod 的所屬控制器信息：

[root@master1 ~]#kubectl get po -l app=nginx NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-rs-7btxg 1/1 Running 0 6m50s nginx-rs-gfhzx 1/1 Running 0 6m50s [root@master1 ~]#kubectl describe pod nginx-rs-gfhzx Name: nginx-rs-gfhzx Namespace: default Priority: 0 Node: node2/172.29.9.53 Start Time: Mon, 08 Nov 2021 21:30:03 +0800 Labels: app=nginx Annotations: <none> Status: Running IP: 10.244.2.13 IPs:IP: 10.244.2.13 Controlled By: ReplicaSet/nginx-rs #從這里可以看到，這個pod是被ReplicaSet/nginx-rs控制； …… [root@master1 ~]#

注意：

**另外被 ReplicaSet 持有的 Pod 有一個 metadata.ownerReferences 指針指向當前的 ReplicaSet，表示當前 Pod 的所有者，這個引用主要會被集群中的垃圾收集器使用以清理失去所有者的 Pod 對象。**這個 ownerReferences 和數據庫中的外鍵是不是非常類似。可以通過將 Pod 資源描述信息導出查看：

[root@master1 ~]#kubectl get po -l app=nginx NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-rs-7btxg 1/1 Running 0 8m48s nginx-rs-gfhzx 1/1 Running 0 8m48s[root@master1 ~]#kubectl edit pod nginx-rs-gfhzx 或者 [root@master1 ~]#kubectl get po nginx-rs-gfhzx -oyamlownerReferences:- apiVersion: apps/v1blockOwnerDeletion: truecontroller: truekind: ReplicaSetname: nginx-rsuid: e1b9d63b-6be5-4a9f-b565-1d8eea92c727

我們可以看到 Pod 中有一個 metadata.ownerReferences 的字段指向了 ReplicaSet 資源對象。如果要徹底刪除 Pod，我們就只能刪除 RS 對象：

[root@master1 ~]#kubectl delete rs nginx-rs replicaset.apps "nginx-rs" deleted [root@master1 ~]#kubectl get rs,pod No resources found in default namespace. [root@master1 ~]#或者：執行 kubectl delete -f nginx-rs.yaml或者：你如果想徹底刪除pod，就需要把rs給刪除掉或者把rs里的副本數改為0；

這就是 ReplicaSet 對象的基本使用。

實驗到此結束。

4、Replication Controller（可以不看）

Replication Controller 簡稱 RC，實際上 RC 和 RS 的功能幾乎一致，RS 算是對 RC 的改進，目前唯一的一個區別就是 RC 只支持基于等式的 selector（env=dev或environment!=qa），但 RS 還支持基于集合的 selector（version in (v1.0, v2.0)），這對復雜的運維管理就非常方便了。

比如上面資源對象如果我們要使用 RC 的話，對應的 selector 是這樣的：

selector:app: nginx

RC 只支持單個 Label 的等式，而 RS 中的 Label Selector 支持 matchLabels 和 matchExpressions 兩種形式：

selector:matchLabels:app: nginx--- selector:matchExpressions: # 該選擇器要求 Pod 包含名為 app 的標簽- key: appoperator: Invalues: # 并且標簽的值必須是 nginx- nginx

總的來說 RS 是新一代的 RC，所以以后我們不使用 RC，直接使用 RS 即可，他們的功能都是一致的，但是實際上在實際使用中我們也不會直接使用 RS，而是使用更上層的類似于 Deployment 這樣的資源對象。

注意，一般，還是matchLabels用的多一些。

關于我

我的博客主旨：我希望每一個人拿著我的博客都可以做出實驗現象，先把實驗做出來，然后再結合理論知識更深層次去理解技術點，這樣學習起來才有樂趣和動力。并且，我的博客內容步驟是很完整的，也分享源碼和實驗用到的軟件，希望能和大家一起共同進步！

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最后

? 好了，關于ReplicaSet實驗就到這里了，感謝大家閱讀，最后貼上我女神的photo，祝大家生活快樂，每天都過的有意義哦，我們下期見！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ReplicaSet的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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