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k8s学习之路 | k8s 工作负载 DaemonSet

k8s 负载学习工作 DaemonSet

2023-09-14 09:15:27 时间

文章目录

1. DaemonSet 基础
2. DaemonSet 的使用

1. DaemonSet 基础

1.1 什么是 DS

DaemonSet 工作负载，确保了全部（某一些）节点运行一个 Pod 副本

如果有节点加入集群，自动为该节点新增一个 Pod
如果有节点从集群中移除，该节点上的 Pod 就会被回收
删除工作负载 DaemonSet 就会删除它创建的所有节点的 Pod

1.2 DS 的典型用法

在每个节点上运行集群守护进程
在每个节点上运行日志收集守护进程
在每个节点上运行监控守护进程

1.3 如何编写 DS 资源

还是老规矩：kubectl explain ds

apiVersion   <string>
kind <string>
metadata     <Object>
spec <Object>

kubectl explain ds.spec

必须字段

apiVersion、kind 和 metadata
.spec
- Pod 模块：.spec.template
- Pod 选择算符：.spec.selector

特定节点运行

如果指定了 .spec.template.spec.nodeSelector，DaemonSet 控制器将在能够与 Node 选择算符匹配的节点上创建 Pod。类似这种情况，可以指定 .spec.template.spec.affinity，之后 DaemonSet 控制器将在能够与节点亲和性匹配的节点上创建 Pod。如果根本就没有指定，则 DaemonSet Controller 将在所有节点上创建 Pod

1.4 DS 示例文件

###ds.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-elasticsearch
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: fluentd-elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels:
        name: fluentd-elasticsearch
    spec:
      containers:
      - name: fluentd-elasticsearch
        image: quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v2.5.2
        resources:
          limits:
            memory: 200Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log

运行查看一下结果

没有像以前设置 Pod 的副本数多少，因为 DS资源会在每一个节点只运行一个，控制节点除外，好像要特殊设置才行，遇到了我再看看

1.5 DS Pod 是如何被调度的

DaemonSet 控制器为每个符合条件的节点创建一个 Pod，并添加 Pod 的 spec.affinity.nodeAffinity 字段以匹配目标主机：kubectl get ds fluentd-elasticsearch

Pod 创建以后，默认的调度程序通常通过设置 Pod 的 .spec.nodeName 字段来接管 Pod 并将 Pod 绑定到目标主机，如果新的 Pod 无法放在节点上，默认的调度程序可能会根据新 Pod 的优先级抢占某些现存的 Pod

用户通过设置 DaemonSet 的 .spec.template.spec.schedulerName 字段，可以为 DamonSet 的 Pod 指定不同的调度程序。不设置就是 default-scheduler

_{关于亲和性、污点、容忍度后续进行一个补充}

1.6 更新 DS

如果节点的标签被修改，DaemonSet 将立刻向新匹配上的节点添加 Pod，同时删除不匹配的节点上的 Pod
你可以修改 DaemonSet 创建的 Pod。不过并非 Pod 的所有字段都可更新。下次当某节点（即使具有相同的名称）被创建时，DaemonSet 控制器还会使用最初的模板
你可以删除一个 DaemonSet。如果使用 kubectl 并指定 --cascade=orphan 选项，则 Pod 将被保留在节点上。接下来如果创建使用相同选择算符的新 DaemonSet，新的 DaemonSet 会收养已有的 Pod。如果有 Pod 需要被替换，DaemonSet 会根据其 updateStrategy 来替换
可以对 DaemonSet 执行滚动更新操作

1.7 DS 替代方案

参考官网地址：

https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/daemonset/#required-fields

init 脚本
裸 Pod
静态 Pod
Deploy

1.8 DS 工作负载字段描述

参考官网地址：

https://kubernetes.io/zh-cn/docs/reference/kubernetes-api/workload-resources/daemon-set-v1/

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata

标准的对象元数据
spec

此守护进程集的预期行为
- selector 必需
  
  对由守护进程集管理的 Pod 的标签查询。Pod 必须匹配此查询才能被此 DaemonSet 控制。查询条件必须与 Pod 模板的标签匹配
- template 必需
  
  描述将要创建的 Pod 的对象。DaemonSet 将在与模板的节点选择器匹配的每个节点上（如果未指定节点选择器，则在每个节点上）准确创建此 Pod 的副本
- minReadySeconds (int32)
  
  新建的 DaemonSet Pod 应该在没有任何容器崩溃的情况下处于就绪状态的最小秒数，这样它才会被认为是可用的。默认为 0（Pod 准备就绪后将被视为可用）
- updateStrategy (DaemonSetUpdateStrategy)
  
  用新 Pod 替换现有 DaemonSet Pod 的更新策略
- revisionHistoryLimit (int32)
  
  用来允许回滚而保留的旧历史记录的数量。此字段是个指针，用来区分明确的零值和未指定的指针。默认值是 10

2. DaemonSet 的使用

2.1 每个节点运行一个

我打算每个节点都运行一个基于 nginx 的 Pod

示例文件

###ds.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: ds-demo
  labels:
    k8s-app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: app
  template:
    metadata:
      labels:
        name: app
    spec:
      tolerations:
      #这些容忍度设置是为了让该守护进程集在控制平面节点上运行
      - key: node-role.kubernetes.io/control-plane
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.23
        imagePullPolicy: Never  ##这个镜像拉取我是真的难受 直接弄本地来吧

运行查看一下

控制节点也是可以运行的，因为我加了一个东西
每个节点都只运行一个 Pod

尝试删除一个 Pod

##尝试删除一下 k8s-02上面的pod，跟着一下状态
kubectl delete pod ds-demo-dlzh4

可以看到最终还是会再该节点启动一个 Pod

2.2 DS 更新策略

DaemonSet 有两种更新策略：

OnDelete: 使用 OnDelete 更新策略时，在更新 DaemonSet 模板后，只有当你手动删除老的 DaemonSet pods 之后，新的 DaemonSet Pod 才会被自动创建。跟 Kubernetes 1.6 以前的版本类似。
RollingUpdate: 这是默认的更新策略。使用 RollingUpdate 更新策略时，在更新 DaemonSet 模板后，老的 DaemonSet Pod 将被终止，并且将以受控方式自动创建新的 DaemonSet Pod。更新期间，最多只能有 DaemonSet 的一个 Pod 运行于每个节点上

kubectl explain ds.spec.updateStrategy

2.3 滚动更新

我要对上面的资源更新一个镜像，修改一下 yaml 文件

###ds.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: ds-demo
  labels:
    k8s-app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: app
  updateStrategy:  ## 更新
    type: RollingUpdate  ## 更新策略
    rollingUpdate:  ##更新参数，仅在 type 值为 "RollingUpdate" 时出现
      maxUnavailable: 1 ##更新期间不可用的 DaemonSet Pod 的最大数量
  template:
    metadata:
      labels:
        name: app
    spec:
      tolerations:
      #这些容忍度设置是为了让该守护进程集在控制平面节点上运行
      - key: node-role.kubernetes.io/control-plane
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.23.3
        imagePullPolicy: Never  ##这个镜像拉取我是真的难受 直接弄本地来吧

更新一下，并跟踪状态

停一个，更新一个；停一个，更新一个；停一个；更新一个

查看更新状态

[root@k8s-01 k8s-yaml]# kubectl rollout status ds ds-demo
daemon set "ds-demo" successfully rolled out
[root@k8s-01 k8s-yaml]#

2.4 OnDelete 更新

我们再更新一次，换一种方式

###ds.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: ds-demo
  labels:
    k8s-app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: app
  updateStrategy:  ## 更新
    type: OnDelete   ## 更新策略
  template:
    metadata:
      labels:
        name: app
    spec:
      tolerations:
      #这些容忍度设置是为了让该守护进程集在控制平面节点上运行
      - key: node-role.kubernetes.io/control-plane
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.23
        imagePullPolicy: Never  ##这个镜像拉取我是真的难受 直接弄本地来吧

更新运行看状态：kubectl apply -f ds.yaml

可以看到更新方式改变了，所以这次更新没反应

杀死一个 Pod 试试

[root@k8s-01 k8s-yaml]# kubectl get pod -owide
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP              NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
ds-demo-6fxtx   1/1     Running   0          6m44s   192.168.0.135   k8s-02   <none>           <none>
ds-demo-8zlpb   1/1     Running   0          6m29s   192.168.0.74    k8s-01   <none>           <none>
ds-demo-9r7hv   1/1     Running   0          6m18s   192.168.0.7     k8s-03   <none>           <none>
[root@k8s-01 k8s-yaml]# kubectl delete pod ds-demo-8zlpb
pod "ds-demo-8zlpb" deleted
[root@k8s-01 k8s-yaml]#

看一下是否更新完成：镜像是否改变 kubectl describe pod ds-demo-qgd49

可以看到镜像已经更新了
这种类型的更新细节就是：只有当你手动删除老的 DaemonSet pods 之后，新的 DaemonSet Pod 才会被自动创建。

2.6 更新回滚

DS 修订版本

kubectl explain ds.spec 中的 [revisionHistoryLimit] 确认了版本保留的数量，默认就是10

查看 DS 的所有版本

kubectl rollout history ds ds-demo

查看指定版本的详细信息

kubectl rollout history ds ds-demo --revision=2

回滚到指定版本

kubectl rollout undo ds ds-demo --to-revision=2

查看更新结果

因为我之前改过更新策略，我必须杀死 Pod 后，才能回退成功

查看回滚进度

kubectl rollout status ds ds-demo

看提示是因为我的更新策略不适用这种查询方式

[root@k8s-01 k8s-yaml]# kubectl rollout status ds ds-demo
error: rollout status is only available for RollingUpdate strategy type
[root@k8s-01 k8s-yaml]#

2.5 故障排查

如果 DS 更新卡住的话，可能有以下一些原因：

节点可用资源耗尽
不完整的滚动更新
时钟偏差：如果在 DaemonSet 中指定了 .spec.minReadySeconds，主控节点和工作节点之间的时钟偏差会使 DaemonSet 无法检测到正确的滚动更新进度

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