Kubernetes DaemonSet 基础实践指南

Kubernetes DaemonSet 基础实践指南

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概述

本文将详细介绍如何在 Kubernetes 集群中使用 DaemonSet 控制器，确保每个节点上都运行一个特定的 Pod 实例。我们将通过一个实际案例，展示如何创建基础 DaemonSet，并解释其核心组件的工作原理。

什么是 DaemonSet？

DaemonSet 是 Kubernetes 中的一种工作负载控制器，它确保集群中所有（或部分）节点上都运行一个 Pod 副本。当有新节点加入集群时，DaemonSet 会自动在新节点上创建 Pod；当节点从集群中移除时，对应的 Pod 也会被垃圾回收。

典型使用场景包括：

• 集群存储守护进程（如 glusterd、ceph）
• 日志收集守护进程（如 fluentd、logstash）
• 节点监控守护进程（如 Prometheus Node Exporter）

实践准备

在开始之前，请确保您已具备以下条件：

1. 一个可用的 Kubernetes 集群
2. 集群中至少有两个节点（一个控制平面节点和一个工作节点）
3. 已配置 kubectl 命令行工具并能够与集群通信

创建基础 DaemonSet

我们将创建一个简单的 DaemonSet，它会在每个节点上运行一个 Pod，该 Pod 包含以下组件：

1. init 容器：在 Pod 启动前执行，用于读取节点的 /etc/machine-id 文件内容并记录到日志
2. 主容器：使用 pause 容器保持 Pod 运行
3. hostPath 卷：将节点的 /etc/machine-id 文件挂载到 Pod 中

以下是完整的 YAML 清单文件：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: example-daemonset
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: example-daemonset
  template:
    metadata:
      labels:
        name: example-daemonset
    spec:
      initContainers:
      - name: init-log-machine-id
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "cat /etc/machine-id > /var/log/machine-id.log"]
        volumeMounts:
        - name: etc-machine-id
          mountPath: /etc/machine-id
          readOnly: true
        - name: log-dir
          mountPath: /var/log
      containers:
      - name: pause
        image: k8s.gcr.io/pause
      volumes:
      - name: etc-machine-id
        hostPath:
          path: /etc/machine-id
      - name: log-dir
        hostPath:
          path: /var/log

部署与验证

1. 应用 DaemonSet 配置：

kubectl apply -f basic-daemonset.yaml

2. 检查 DaemonSet 状态：

kubectl get daemonsets

3. 查看 Pod 分布情况（每个节点应有一个 Pod）：

kubectl get pods -o wide

4. 检查 init 容器记录的日志内容：

kubectl exec <pod-name> -- cat /var/log/machine-id.log

关键组件解析

1. init 容器：

   • 在 Pod 的主容器启动前运行
   • 本例中用于读取主机文件并记录日志
   • 必须成功完成才能启动主容器

2. hostPath 卷：

   • 将节点文件系统挂载到 Pod 中
   • 本例中挂载了 /etc/machine-id（节点唯一标识文件）
   • 需要谨慎使用，可能带来安全风险

3. pause 容器：

   • 轻量级容器，仅保持 Pod 运行
   • 作为 Pod 的基础容器，维持命名空间

清理资源

完成实验后，删除 DaemonSet：

kubectl delete daemonset example-daemonset

进阶学习建议

掌握了基础 DaemonSet 后，您可以进一步探索：

1. 滚动更新策略：学习如何安全地更新 DaemonSet 中的 Pod
2. 节点选择器：控制 DaemonSet 在特定节点上运行
3. 资源限制：为 DaemonSet Pod 设置资源请求和限制
4. 污点和容忍度：在带有污点的节点上运行 DaemonSet Pod

通过本文的实践，您应该已经理解了 DaemonSet 的基本概念和使用方法。DaemonSet 是 Kubernetes 中管理节点级别工作负载的强大工具，合理使用可以简化集群管理任务。

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