K8S動手教程3.1：ReplicationController

內容摘要

創建rc

分析rc特性

在上一章講解Pod時曾提到Pod重啟機制，由於健康檢查由節點上的Kubelet控制，因此當節點出問題時，Pod不能重啟。要克服這一問題，必須使用K8S的副本控制器，K8S有多種控制器資源，ReplicationController是比較典型的一種。為了方便，簡稱rc。rc可以控制Pod的重啟，如果Pod所在節點出問題，它會在其他節點創建新的Pod，從而大大提高容器可用性。

下面我們通過實驗來學習該控制器。

測試環境

構建兩節點K8S集群。

kubeadm join 172.18.152.19:6443 --token j8xjt9.mdvgkhbte5inx8cg --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6a913bc97e1750e0267dcc8ca8166d5954a04c97a67e2253fcb42f379f7e2f73

構建測試鏡像

Dockerfile內容如下：

FROM node:7
ADD app.js /app.js
ENTRYPOINT ["node", "app.js"]

app.js文件內容如下：

const http = require('http');
const os = require('os');​
console.log("rc server starting...");​
var handler = function(request, response) {
 console.log("Received request from " + request.connection.remoteAddress);
 response.writeHead(200);
 response.end("You've hit " + os.hostname() + "\n");
};​
var www = http.createServer(handler);
www.listen(8080);

構建鏡像，名稱為rc_image，並上傳到倉庫中。

創建第1個rc

創建rc配置文件，內容如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
 name: rctest
spec:
 replicas: 3
 selector:
 app: rc
 template:
 metadata:
 labels:
 app: rc
 spec:
 containers:
 - name: rcimage
 image: huqianakls/rc_image:latest
 ports:
 - containerPort: 8080

說明：

1、kind為ReplicationController，Replication中文就是副本的意思，它是K8S中的資源，和Pod一樣；

2、第1個spec下的replicas為3，表示要啟動3個Pod，replicas參數指定副本數量；

3、第1個spec下的selector是標籤選擇器，用於匹配rc控制的Pod，凡是具有該標籤的Pod受到rc的控制；

4、template是Pod的模板，下面的metadata是元數據，labels就是Pod的標籤，該標籤和selector下的標籤一致。實際上selector不用設置標籤選擇器也可以，K8S會自動提取template下的標籤設置到標籤選擇器中；

5、template下的spec描述的是容器配置，其實就是Pod的配置；

下面創建該rc，命令仍然是 kubectl create -f。為了快速創建，可以先使用docker pull在工作節點中拉取rc文件中用到的鏡像。

創建成功後查詢該rc，命令為：

kubectl get rc

查詢方法和Pod基本一樣，只需要把查詢的資源類型修改為rc即可，其他K8S資源也一樣。

結果如下圖：

說明：

1、DESIRED表示需要多少個副本，在rc中我們配置的是3個；

2、CURRENT表示啟動了多少個Pod；

3、READY表示可以使用的Pod數量；

查詢詳情，命令為：

kubectl describe rc rctest

結果如下：

說明：

1、Pods Status行說明了受該rc控制的Pod狀態；

2、Events屬性可以看出創建了3個Pod；

使用另一種方式查詢詳情，結果如下：

[root@docker ~]# kubectl get rc rctest -o yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
 creationTimestamp: 2019-09-26T07:16:35Z
 generation: 1
 labels:
 app: rc
 name: rctest
 namespace: default
 resourceVersion: "3192"
 selfLink: /api/v1/namespaces/default/replicationcontrollers/rctest
 uid: 93285219-e02d-11e9-b790-00163e0cba89
spec:
 replicas: 3
 selector:
 app: rc
 template:
 metadata:
 creationTimestamp: null
 labels:
 app: rc
 spec:
 containers:
 - image: huqianakls/rc_image:latest
 imagePullPolicy: Always
 name: rcimage
 ports:
 - containerPort: 8080
 protocol: TCP
 resources: {}
 terminationMessagePath: /dev/termination-log
 terminationMessagePolicy: File
 dnsPolicy: ClusterFirst
 restartPolicy: Always
 schedulerName: default-scheduler
 securityContext: {}
 terminationGracePeriodSeconds: 30
status:
 availableReplicas: 3
 fullyLabeledReplicas: 3
 observedGeneration: 1
 readyReplicas: 3
 replicas: 3
[root@docker ~]# 

說明：

注意status下的屬性，availableReplicas表示可用副本數量；readyReplicas表示準備好的副本數量；

查詢Pod，結果如下：

說明：在NAME列，可以看到有3個POD，以rc名字開頭，後面使用隨機字符串。

選一個Pod查詢詳情，結果如下：

[root@docker ~]# kubectl get pod rctest-b976d -o yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 creationTimestamp: 2019-09-26T07:16:35Z
 generateName: rctest-
 labels:
 app: rc
 name: rctest-b976d
 namespace: default
 ownerReferences:
 - apiVersion: v1
 blockOwnerDeletion: true
 controller: true
 kind: ReplicationController
 name: rctest
 uid: 93285219-e02d-11e9-b790-00163e0cba89
 resourceVersion: "3191"
 selfLink: /api/v1/namespaces/default/pods/rctest-b976d
 uid: 932a0d34-e02d-11e9-b790-00163e0cba89
spec:
 containers:
 - image: huqianakls/rc_image:latest
 imagePullPolicy: Always
 name: rcimage
 ports:
 - containerPort: 8080
 protocol: TCP
 resources: {}
 terminationMessagePath: /dev/termination-log
 terminationMessagePolicy: File
 volumeMounts:
 - mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
 name: default-token-zr4wn
 readOnly: true
 dnsPolicy: ClusterFirst
 nodeName: worker
 restartPolicy: Always
 schedulerName: default-scheduler
 securityContext: {}
 serviceAccount: default
 serviceAccountName: default
 terminationGracePeriodSeconds: 30
 tolerations:
 - effect: NoExecute
 key: node.kubernetes.io/not-ready
 operator: Exists
 tolerationSeconds: 300
 - effect: NoExecute
 key: node.kubernetes.io/unreachable
 operator: Exists
 tolerationSeconds: 300
 volumes:
 - name: default-token-zr4wn
 secret:
 defaultMode: 420
 secretName: default-token-zr4wn
status:
 conditions:
 - lastProbeTime: null
 lastTransitionTime: 2019-09-26T07:16:35Z
 status: "True"
 type: Initialized
 - lastProbeTime: null
 lastTransitionTime: 2019-09-26T07:16:49Z
 status: "True"
 type: Ready
 - lastProbeTime: null
 lastTransitionTime: 2019-09-26T07:16:35Z
 status: "True"
 type: PodScheduled
 containerStatuses:
 - containerID: docker://fba728bc118d3576d507f7ecc2f91e241730581787b928f225c6346011985a91
 image: huqianakls/rc_image:latest
 imageID: docker-pullable://huqianakls/rc_image@sha256:585a53a3a8a13362920f7e6691779ee23ae3c8aec26e3ee41d2c1a3754d571f2
 lastState: {}
 name: rcimage
 ready: true
 restartCount: 0
 state:
 running:
 startedAt: 2019-09-26T07:16:49Z
 hostIP: 172.18.152.20
 phase: Running
 podIP: 192.168.171.67
 qosClass: BestEffort
 startTime: 2019-09-26T07:16:35Z

說明：注意generateName屬性，該屬性和rc名字一樣；

rc特性分析

下面通過實驗分析下rc的相關特性：

1、刪除其中一個Pod，觀察是否會啟動新的Pod

上面rc創建了三個Pod，現在刪除名稱為rctest-b976d的Pod，命令為：

kubectl delete pod rctest-b976d

刪除後查詢Pod，如下圖：

從上面的結果可以看出，容器停止了rctest-b976d Pod，啟動另一個Pod rctest-lsjvr。在一段時間內出現了4個Pod，最終Pod數量還是變為3個。

2、修改其中1個Pod的標籤，觀察是否會啟動新的Pod

我們修改前面實驗啟動的Pod: rctest-lsjvr，將metadata下的labels屬性刪除，命令為：

kubectl edit pod rctest-lsjvr

查詢Pod，結果如下：

出現了4個Pod。

原因在於：rc使用標籤和Pod匹配，如果Pod刪除了標籤，那麼和rc匹配的Pod數量少了1個，因此會啟動1個新Pod以達到rc要求的副本數量。

這種做法可以將Pod從rc控制器移出。

3、基於上面實驗，我們將刪除標籤的Pod添加上原有的標籤，觀察Pod數量的變化

可以看到，新建的Pod狀態變為Terminating，原因在於此時有4個Pod匹配rc的標籤，副本數量多了，因此要停止一個Pod。

4、給其中1個Pod，增加標籤，觀察Pod數量變化

增加標籤，命令為：

kubectl label pod rctest-lsjvr version=v1.0

可以看到Pod數量沒有發生變化，而且也沒有出現Pod停止和啟動行為。

可見，新增標籤不會影響rc，rc只關心自己在Pod選擇器中使用的標籤。

5、修改rc中的Pod選擇器，觀察Pod的變化

這個結果顯而易見，由於先前的Pod和rc無法匹配，rc會啟動3個Pod，先前的Pod不再受rc的約束。

6、在rc中的template屬性下增加新的Pod標籤，觀察Pod是否有變化

使用kubectl edit rc命令修改rctest，使用--show-labels參數查詢Pod，結果如下：

所有pod的label沒有發生任何變化。

下面我們刪除最後一行的Pod，查詢結果如下：

新建了一個Pod，並且標籤發生了變化，增加了我們新增的標籤。

可見，在給rc的Pod模板增加標籤的時候，如果不新建Pod，那麼Pod不會發生變化。

7、刪除節點，觀察Pod變化

先查詢下Pod在哪些節點上，命令為：

kubectl get pod -o wide

結果如下：

注意NODE列，3個Pod全在worker節點上。

現在我們刪除該節點，觀察Pod的變化，命令為：

kubectl delete node worker

查詢Pod，結果如下：

可以看到，Pod重新在控制節點上運行起來了，NODE列顯示的是控制節點名稱。

實驗

1、創建rc；

2、將rc特性分析中的7個實驗自己做一遍；