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Kubernetes 工作负载

2024-03-22 01:29:36
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Pod

Pod 是 Kubernetes 中可以创建和管理的最小部署单元。Pod 代表集群上运行的一个进程。Pod 可以包含一个或多个容器,这些容器共享存储、网络、以及如何运行的规范。Pod 内的容器共享 IPC、网络、UTS 以及可能的其他命名空间。Pod 也可以有一个或多个 Volume,它们定义为 Pod 的一部分,并为 Pod 中的容器所共享。

Pod 是一种低级的“工作负载”资源,主要用于支持更高级别的控制结构。

ReplicaSet

ReplicaSet 确保指定数量的 Pod “副本”正在运行。与直接创建 Pod 不同,ReplicaSet 会自动替换任何已删除或终止的 Pod,以确保 Pod 副本的总数始终保持为用户所期望的值。

ReplicaSet 是基于标签选择器来识别其应该管理哪些 Pod。在 Kubernetes 中,标签是用于组织 Pod 的一种关键方式。一个标签是一个附加到对象的键值对。

尽管您可以直接操作 ReplicaSet 来创建和管理 Pod,但在实践中,您通常会使用更高层次的控制结构(如 Deployment 或 StatefulSet)来管理 ReplicaSet。

Deployment

Deployment 为 Pods 和 ReplicaSet 提供了声明式更新。您只需要在 Deployment 中描述您想要的状态,Deployment 控制器就会更改实际状态以匹配您所期望的状态。您可以定义多个不同的更新策略,包括滚动更新,以便在推出新版本的 Pod 时不会中断服务。

在实践中,您通常不会直接操作 ReplicaSet,而是使用 Deployment 来管理 ReplicaSet。Deployment 拥有创建和更新 ReplicaSet 的规范。

StatefulSet

StatefulSet 是用于管理有状态应用的工作负载 API 对象。有状态应用是需要保留其状态的应用,并且状态独立于运行该应用的 Pod。

StatefulSet 用于部署和扩展有状态应用。它确保每个 Pod 的持久标识符是唯一的,并且基于这个标识符,它提供了稳定的网络标识和持久的存储。StatefulSet 中的 Pod 是按顺序启动的,并且是按顺序终止的。在缩放 StatefulSet 时,操作会按 Pod 名称的字典顺序进行。

StatefulSet 对于需要唯一标识符、有序部署、有序扩展和有序终止的应用来说是非常有用的,例如数据库集群。

DaemonSet

DaemonSet 确保在每个 Kubernetes 节点上运行一个 Pod 副本。作为守护进程集运行的 Pod 通常用于执行系统任务,这些任务需要在每个节点上且仅在一个节点上运行。

DaemonSet 的一些典型用例包括:

  • 在集群的每个节点上运行存储守护进程,例如 glusterd、ceph。
  • 在每个节点上运行日志收集守护进程,例如 fluentd、logstash。
  • 在每个节点上运行监控守护进程,例如 Prometheus Node Exporter、collectd、Dynatrace OneAgent。

Job

Job 代表一次性的任务,当任务完成时,Job 对象也就完成了它的工作。例如,你可以使用 Job 来运行一个 Pod,直到它成功完成。当 Pod 成功终止时,Job 将被视为完成。如果 Pod 因为某种原因失败了,Job 可以根据重启策略来重启 Pod。

简单的批处理作业和并行处理作业都是 Job 的理想用例。

CronJob

CronJob 表示基于时间的 Job,用于在给定时间点定期运行。

CronJob 使用 Cron 格式的时间表来调度 Job 的运行时间。例如,您可以创建一个 CronJob,在每天中午运行一个 Job。

CronJob 对象类似于 Unix crontab (cron table) 文件,它使您能够为周期性任务设置基于时间的调度。

总结

Kubernetes 提供了多种工作负载对象,每种都有自己的用例和优势。选择正确的工作负载对象对于在 Kubernetes 集群上成功运行您的应用或服务至关重要。通过了解每种工作负载对象的特性和用法,您可以构建出高效、可靠且可扩展的 Kubernetes 集群。

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