K8s新手系列之ReplicaSet资源
<h2 id="概述">概述</h2><p>官网地址：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/</p>
<p><code>ReplicaSet</code>简称<code>rs</code>，其主要作用和<code>ReplicationController</code>一样，保证一定数量的pod正常运行，它会持续监听这些Pod的运行状态，一旦Pod发生故障，就会重启或重建。同时它还支持对pod数量的扩缩容和镜像版本的升降级。</p>
<p>相较于ReplicationController而言，ReplicaSet更加轻量级，且功能更强大，支持正则匹配Pod。</p>
<p><strong>想要学习ReplicationController可以查看这篇文章</strong>：K8s新手系列之ReplicationController资源</p>
<h2 id="replicaset的作用">ReplicaSet的作用</h2>
<ul>
<li>
<p>副本管理：ReplicaSet 的核心功能是保证在任何时候都有指定数量的 Pod 副本在运行。如果有 Pod 意外终止，ReplicaSet 会自动创建新的 Pod 来替代它；如果 Pod 数量过多，它会删除多余的 Pod。</p>
</li>
<li>
<p>集群扩容和缩容：用户可以通过修改 ReplicaSet 中的副本数量来轻松地对应用进行扩容或缩容。</p>
</li>
<li>
<p>灵活的标签选择器</p>
<ul>
<li>
<p>集合式选择器：与 ReplicationController 仅支持等式选择器不同，ReplicaSet 支持更灵活的集合式选择器，如 in、notin、exists 等。这使得 ReplicaSet 能够更精确地选择要管理的 Pod，提高了标签选择的灵活性和表达能力。</p>
</li>
<li>
<p>动态匹配 Pod：通过标签选择器，ReplicaSet 可以动态地匹配符合条件的 Pod。即使在 ReplicaSet 创建之后，只要有新的 Pod 被创建且其标签符合 ReplicaSet 的选择器，这些 Pod 就会被纳入 ReplicaSet 的管理范围。</p>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
<h2 id="replicaset资源配置文件详解">ReplicaSet资源配置文件详解</h2>
<p>可以通过<code>kubectl explain rs</code>查看创建ReplicaSet需要的字段</p>
<p>示例：</p>
<pre><code># kubectl explain rs
KIND: ReplicaSet
VERSION:apps/v1
DESCRIPTION:
ReplicaSet ensures that a specified number of pod replicas are running at
any given time.
# fileds字段中的内容已进行截取
FIELDS:
apiVersion <string>
kind <string>
metadata <Object>
spec <Object>
status <Object>
</code></pre>
<p>通过上述可以发现定义ReplicaSet的资源文件和定义Pod一样，也需要apiVersion、kind、metadata、spec等字段。</p>
<p>但是spec字段中有三个字段，需要注意，分别是replicas、selector、template。如下：</p>
<pre><code># kubectl explain rs.spec
KIND: ReplicaSet
VERSION:apps/v1
RESOURCE: spec <Object>
DESCRIPTION:
Spec defines the specification of the desired behavior of the ReplicaSet.
More info:
https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#spec-and-status
ReplicaSetSpec is the specification of a ReplicaSet.
FIELDS:
minReadySeconds <integer>
# minReadySeconds 规定了一个时间阈值，只有当 Pod 保持就绪状态的时间达到或者超过这个阈值，并且在此期间 Pod 内的任何容器都没有崩溃，这个 Pod 才会被视为可用。
replicas <integer>
# 定义Pod的副本数量
selector <mapstring>
# 标签选择器，这里指定Pod定义的标签
template <Object>
# 定义Pod的模板
</code></pre>
<h2 id="创建replicaset">创建ReplicaSet</h2>
<p>这里我们创建三个Pod副本<br>
示例：</p>
<pre><code># 定义资源文件
# cat rs-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
app: rs-nginx
spec:
# 定义Pod的副本数量
replicas: 3
# 标签选择器，这里和Pod的Label保持一致
selector:
# 匹配Pod的Label
matchLabels:
app: nginx
# 定义Pod的模板，只需要定义metadata和spec两个字段即可
template:
metadata:
name: pod-nginx
labels:
app: nginx
spec:
restartPolicy: Always
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
# 创建ReplicaSet
# kubectl apply -f rs-nginx.yaml
</code></pre>
<h3 id="查看对应的replicaset和pod">查看对应的ReplicaSet和Pod</h3>
<p>查看ReplicaSet</p>
<pre><code># kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
rs-nginx-1 3 3 3 93s
</code></pre>
<p>查看Pod</p>
<pre><code># kubectl get po | grep rs-nginx
rs-nginx-1-6rb9p 1/1 Running 0 2m
rs-nginx-1-ssdhv 1/1 Running 0 2m
rs-nginx-1-vzn2x 1/1 Running 0 2m
</code></pre>
<h2 id="验证replicaset的副本管理">验证ReplicaSet的副本管理</h2>
<p>ReplicaSet 的核心功能是保证在任何时候都有指定数量的 Pod 副本在运行。如果有 Pod 意外终止，ReplicaSet 会自动创建新的 Pod 来替代它；如果 Pod 数量过多，它会删除多余的 Pod。</p>
<p>当我们删除创建好的Pod时，Replicaset会发生什么呢？</p>
<pre><code># 删除上面创建的所有Pod
# kubectl delete po rs-nginx-1-6rb9p rs-nginx-1-ssdhv rs-nginx-1-vzn2x
pod "rs-nginx-1-6rb9p" deleted
pod "rs-nginx-1-ssdhv" deleted
pod "rs-nginx-1-vzn2x" deleted
# 查看rs，发现其副本数量还是3个
# kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
rs-nginx-1 3 3 3 5m17s
# 查看Pod，发现对应的Pod还是3个，通过AGE字段发现是新创建的
# kubectl get po | grep rs-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
rs-nginx-1-6h7fv 1/1 Running 0 22s
rs-nginx-1-fhkm9 1/1 Running 0 22s
rs-nginx-1-l5njb 1/1 Running 0 22s
</code></pre>
<h2 id="验证replicaset的扩缩容">验证Replicaset的扩缩容</h2>
<h3 id="验证扩容">验证扩容</h3>
<p>我们将rs的副本数量调整成5，看看会发生什么？</p>
<pre><code># cat rs-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
app: rs-nginx
spec:
# 将副本数量修改成5
replicas: 5
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
name: pod-nginx
labels:
app: nginx
spec:
restartPolicy: Always
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
# 重新应用它
# kubectl apply -f rs-nginx.yaml
replicaset.apps/rs-nginx-1 configured
</code></pre>
<p>查看一下Pod的变化：</p>
<pre><code># kubectl get po | grep rs-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
rs-nginx-1-6h7fv 1/1 Running 0 4m17s
rs-nginx-1-fhkm9 1/1 Running 0 4m26s
rs-nginx-1-l5njb 1/1 Running 0 4m26s
rs-nginx-1-t75z7 1/1 Running 0 8s
rs-nginx-1-tdvbr 1/1 Running 0 8s
</code></pre>
<p>通过上述发现Pod副本数量由3个变成了5个，查看AGE字段，发现有两个Pod是新建的状态。</p>
<h3 id="验证缩容">验证缩容</h3>
<p>同理，我们将副本数量调整成1，看看会发生什么？</p>
<pre><code># cat rs-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
app: rs-nginx
spec:
# 将Pod数量调整成1
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
name: pod-nginx
labels:
app: nginx
spec:
restartPolicy: Always
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
# 重新应用它
# kubectl apply -f rs-nginx.yaml
replicaset.apps/rs-nginx-1 configured
</code></pre>
<p>查看一下：</p>
<pre><code># 查看rs
# kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
rs-nginx-1 1 1 1 11m
# 查看Pod
# kubectl get po | grep rs-nginx
rs-nginx-1-fhkm9 1/1 Running 0 6m33s
</code></pre>
<p>通过上述发现，Pod的数量由5个缩减成1个</p>
<h2 id="replicaset的标签选择器">Replicaset的标签选择器</h2>
<p>Replicaset的标签选择器分为两类，一类是等式选择器，另一类是集合选择器</p>
<h3 id="等式选择器">等式选择器</h3>
<p>等式选择器通过 =、==（两者含义相同）或者 != 来筛选标签。其通过<code>spec.selector.matchLabels</code>来实现。</p>
<p>示例：</p>
<pre><code>apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
app: rs-nginx
spec:
replicas: 1
selector:
# 等式选择器
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
name: pod-nginx
labels:
app: nginx
spec:
restartPolicy: Always
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
</code></pre>
<h3 id="集合选择器">集合选择器</h3>
<p>集合选择器借助 in、notin、exists、DoesNotExist 这些操作符来筛选标签。</p>
<ul>
<li>in：用于选取标签值在指定集合内的 Pod。</li>
<li>notin：用于选取标签值不在指定集合内的 Pod。</li>
<li>exists：用于选取具有指定标签的 Pod，不考虑标签的值。</li>
<li>DoesNotExist：用于选取不具有指定标签的 Pod，不考虑标签的值。</li>
</ul>
<p>其通过<code>spec.selector.matchExpressions</code>来实现</p>
<p>示例：</p>
<pre><code>apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: nginx-replicaset-set
spec:
replicas: 3
selector:
# 集合选择器
matchExpressions:
# key：指定Label的key，operator：表示操作符，value：表示Label的value
- {key: app, operator: In, values: }
- {key: env, operator: NotIn, values: }
template:
metadata:
labels:
app: nginx
env: production
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.14.2
ports:
- containerPort: 80
</code></pre>
<h2 id="管理replicaset">管理Replicaset</h2>
<h3 id="查看replicaset">查看Replicaset</h3>
<p>语法：</p>
<pre><code>kubectl get rs <rs-name> -n <namespace-name>
</code></pre>
<p>示例：</p>
<pre><code># kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
rs-nginx-1 1 1 1 25m
</code></pre>
<h3 id="修改replicaset">修改Replicaset</h3>
<p>由两种方式，一种是通过<code>kubectl edit rc <rc-name></code>来进行修改，会打开一个类似<code>vim</code>的界面，修改其对应的值即可，最后<code>wq</code>保存即可应用你的配置.<br>
另一种方式则是修改对应的资源文件，最后使用<code>kubectl apply -f <file></code>即可。</p>
<h3 id="删除replicaset">删除Replicaset</h3>
<p>语法：</p>
<pre><code>kubectl delete rc <rc-name> -n <namespace-name>
</code></pre>
</div>
<div id="MySignature" role="contentinfo">
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