是谁实现了 Pod 的多副本管理?

本文介绍了Kubernetes中Pod的管理机制,详细分析了Deployment如何通过ReplicaSet实现Pod的多副本管理。并通过实例展示了这一过程。

k8s-cert



一、前言

在 K8s 中 Pod 是由 Controller 来管理的,Controller 定义了 Pod 的部署 spec,如 Pod 的副本数、运行的 Node 等。不同的业务场景 Controller 是不同的。K8s 提供了多种 Controller,如常见的 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、Job 等。

那是谁实现了 Pod 的多副本管理?这里直接给出答案:是 ReplicaSet。接下来通过一个简单的案例来验证 Pod 是由 ReplicaSet 控制组件来管理的。

二、案例分析

1、创建一个简单的 Nginx 应用(即创建 deployment 对象)

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

2、查看 deployment 的状态

kubectl get deployment            # 查看deployment对象下的所有资源
kubectl get deployment nginx      # 查看deployment对象下的指定资源

image-20221213111541204

3、查看 deployment 的详细信息

kubectl describe deployment nginx

image-20221213112549239

上图中 NewReplicaSet: nginx-85b98978db (1/1 replicas created) 创建了一个 ReplicaSet 对象,Events 是 Deployment 的日志,记录了 Deployment 的启动过程。这验证了 Deployment 是通过 ReplicaSet 来管理的 Pod。

4、继续查看 ReplicaSet 的详细信息

kubectl describe replicaset nginx-85b98978db

image-20221213113117198

上图 Controlled By: Deployment/nginx 再次证明了 ReplicaSet 由 Deployment/nginx 创建。同时我们也看见 ReplicaSet 创建了 Pod ——> pod-template-hash=85b98978db

5、继续查看 Pod 的详细信息

kubectl describe pod nginx-85b98978db-vpxwr

image-20221213113811974

上图 Controlled By: ReplicaSet/nginx-85b98978db 证明了 Pod 由 ReplicaSet/nginx-85b98978db 创建。同样,Events 记录了 Pod 的启动过程,如果 Pod 启动失败(如 Image 不存在),就可在这里查到原因。

三、案例总结

通过上面的案例,现在可进行如下总结:

  1. 用户通过 kubectl 客户端工具创建 Deployment 对象;
  2. 接着 Deployment 会创建 ReplicaSet 对象;
  3. 最终由 ReplicaSet 创建 Pod 资源。

因此,是 ReplicaSet 实现了 Pod 的多副本管理?

### Kubernetes Pod 副本管理与配置 #### Pod 副本的概念 PodKubernetes 中最小的可部署单元,具有短暂性特征;它们能够被创建、删除和更新[^1]。为了提高应用的可用性和扩展能力,通常会运行多个相同的应用实例作为副本。 #### 复制控制器的作用 复制控制器负责维护指定数量的 Pod 副本。一旦定义了期望状态,比如希望保持三个特定类型的 Pod 运行,则该控制器将持续工作以确保始终存在这三个 Pod 实例。如果其中一个 Pod 发生故障或终止,控制器将立即启动一个新的来替代它[^3]。 #### 配置 Pod 副本的方法 可以通过多种方式实现Pod 副本的有效管理和配置: - **ReplicaSet**: 提供了一种声明式的 API 来保证一定数量的 Pod 副本处于运行状态。这是最基础也是最常见的方法之一。 - **Deployment**: 构建于 ReplicaSet 之上,提供了更高级别的抽象,支持滚动升级等功能。对于大多数无状态应用程序来说是非常理想的选择。 - **StatefulSet**: 当处理有状态应用时更为适用,因为 StatefulSet 不仅能维持固定的标识符给每个成员,还能提供有序且渐进的方式来进行伸缩操作。 #### 设置资源请求与限制 针对每一个 Pod 或者其中的容器,都可以设定 CPU 和内存资源的需求量以及最大限额。这有助于防止某些进程占用过多系统资源影响其他服务正常运作。特别是在多租户环境中尤为重要[^2]。 ```yaml resources: requests: memory: "64Mi" cpu: "250m" limits: memory: "128Mi" cpu: "500m" ``` #### 使用 Kustomize 工具简化环境差异管理 考虑到不同环境下(如开发、测试、生产)往往有着不一样的资源配置需求,借助像 Kustomize 这样的工具可以极大地方便地调整参数而不必重复编写大量相似但又有所区别的 YAML 文件。
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