k8s中的控制器的使用

一.Replicaset控制器

ReplicaSet 核心作用: 保证指定数量的 Pod 副本始终运行。

• 只要selector标签匹配的 Pod 数量，和replicas期望值不一致，ReplicaSet 就会自动创建 / 删除 Pod.
• 控制器持续循环调谐，维持副本数量。

1.建立控制器

[root@master controler]# kubectl create deployment webcluster --image myapp:v1  --dry-run=client -o yaml  > repset.yml

[root@master controler]# vim repset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  labels:
    app: webcluster
  name: webcluster
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
#  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp

[root@master controler]# kubectl apply -f repset.yml

#打开一个新的shell
[root@master ~]# watch -n 1 kubectl get pods   --show-labels
Every 1.0s: kubectl get pods --show-labels                                        master: Sat Apr 11 10:08:32 2026

NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
webcluster-tbxq4   1/1     Running   0          6m49s   app=webcluster
webcluster-jna23   1/1     Running   0          6m49s   app=webcluster

#拉伸
# 扩容到4个副本
kubectl  scale replicaset webcluster --replicas 4
# 缩容回2个副本
kubectl  scale replicaset webcluster --replicas 2
# 缩容到0，删除所有Pod
kubectl  scale replicaset webcluster --replicas 0

2.测试功能

# 对标签进行测试
[root@master controler]# kubectl apply -f repset.yml

[root@master ~]# watch -n 1 kubectl get pods   --show-labels
Every 1.0s: kubectl get pods --show-labels                                        master: Sat Apr 11 10:11:06 2026

NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
webcluster-4sxz4   1/1     Running   0          13s     app=webcluster
webcluster-lvtsn   1/1     Running   0          13s     app=webcluster
webcluster-tbxq4   1/1     Running   0          9m23s   app=webcluster
webcluster-tr5qk   1/1     Running   0          13s     app=webcluster

二.deployment

Deployment 不直接管理 Pod，底层管理 ReplicaSet 副本集。

• 每修改一次 Deployment 模板（镜像、环境变量等），就会生成一个全新的 ReplicaSet
• 旧 ReplicaSet 保留，用于后续回滚；Pod 名字会带上pod‑template‑hash，用来区分不同版本的副本集。

1.建立deployment控制器

# 创建 Deployment
[root@master controler]# kubectl create deployment webcluster --image myapp:v1  --dry-run=client -o yaml  > dep.yml
[root@master controler]# vim dep.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: webcluster
  name: webcluster
spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
#  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp
#        resources: {}

[root@master controler]# kubectl apply -f dep.yml

#监控部分显示效果
Every 1.0s:  kubectl get pods   --show-labels;echo ====;kubectl get replicase...  master: Sat Apr 11 10:43:24 2026

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
webcluster-77c87d9946-49kh5   1/1     Running   0          45s   app=webcluster,pod-template-hash=77c87d9946
webcluster-77c87d9946-m2x2d   1/1     Running   0          45s   app=webcluster,pod-template-hash=77c87d9946
====
NAME                    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
webcluster-77c87d9946   2         2         2       45s


#发布服务，暴露 Service
[root@master controler]# kubectl expose deployment webcluster --port 80 --target-port 80
[root@master controler]# kubectl describe  services webcluster
Name:                     webcluster
Namespace:                default
Labels:                   app=webcluster
Annotations:              <none>
Selector:                 app=webcluster
Type:                     ClusterIP
IP Family Policy:         SingleStack
IP Families:              IPv4
IP:                       10.107.142.60
IPs:                      10.107.142.60
Port:                     <unset>  80/TCP
TargetPort:               80/TCP
Endpoints:                10.244.2.6:80,10.244.1.9:80
Session Affinity:         None
Internal Traffic Policy:  Cluster
Events:                   <none>

#访问：
[root@master controler]# curl  10.107.142.60
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>

2.升级和回滚

#升级
[root@master controler]# vim dep.yml
...
spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
#  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v2			#升级为版本2
        name: myapp
...
[root@master controler]# kubectl apply -f dep.yml
deployment.apps/webcluster configured
[root@master controler]# curl  10.107.142.60
Hello MyApp | Version: v2 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>

#回滚
[root@master controler]# vim dep.yml
。。。。
spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
#  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1			#回滚为版本1
        name: myapp
...
[root@master controler]# kubectl apply -f dep.yml
# 访问测试
[root@master controler]# curl  10.107.142.60
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>

三.版本更新管理及优化

[root@master controler]# vim dep.yml
spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 6				#把pod数量设定为6方便观察
  selector:

[root@master controler]# kubectl apply -f dep.yml
deployment.apps/webcluster configured

1.查看更新策略信息

[root@master controler]# kubectl describe deployments.apps webcluster
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
# maxSurge：更新过程中，允许超出期望副本数的 Pod 最大数量。
# maxUnavailable：升级期间，允许不可用 Pod 最大数量。
# maxSurge、maxUnavailable可以写百分比，也可以写整数。

升级逻辑：

1. 先创建新 Pod，等待就绪 +minReadySeconds
2. 新 Pod 就绪之后，才删除旧 Pod
3. 全程保证可用 Pod 数量不低于期望副本数，业务零中断。

2.设定更新策略

[root@master controler]# vim dep.yml
...
spec:
  minReadySeconds: 5
  replicas: 6
  selector:
    matchLabels:
      app: webcluster
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1					#更新时pod数量最多比期望值多一个
      maxUnavailable: 0				#不能使用pod数量比期望值数量多0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webcluster
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp


[root@master controler]# kubectl apply -f dep.yml

3.更新暂停和恢复

# 查看Deployment版本历史
[root@master controler]# kubectl rollout history deployment webcluster
deployment.apps/webcluster
REVISION  CHANGE-CAUSE

#暂停更新
[root@master controler]# kubectl rollout pause deployment webcluster  
deployment.apps/webcluster paused
[root@master controler]# vim dep.yml
...
      containers:
      - image: myapp:v2
        name: myapp
...
#执行kubectl apply -f dep.yml修改镜像为 v2，配置可以保存，但不会执行滚动升级，控制器不会创建新 ReplicaSet。历史版本列表不会新增 revision。
[root@master controler]# kubectl apply -f dep.yml		
deployment.apps/webcluster configured

# 恢复发布，立刻开始滚动更新
[root@master controler]# kubectl rollout resume deployment webcluster
deployment.apps/webcluster resumed

[root@master controler]# kubectl rollout history deployment webcluster
deployment.apps/webcluster
REVISION  CHANGE-CAUSE
8         <none>
9         <none>

四.DaemonSet

• 作用：每个节点运行一个 Pod，用于日志采集、监控代理、网络插件。
• 不写replicas，Pod 数量 = 集群节点数。
• 更新策略：RollingUpdate，maxUnavailable控制同时更新多少节点。
• 可以配合nodeSelector，只在部分节点运行。

[root@master controler]# kubectl create deployment daemonset --image myapp:v1 --dry-run=client -o yaml  > daemonset.yml
[root@master controler]# vim daemonset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: daemonset
  name: daemonset
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: daemonset
  template:
    metadata:
      labels:
        app: daemonset
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp



#另外开启一个主机node3，并设定在初始化集群时的所有设定确保所有服务的开启
#在master中重新生成集群主机注册时需要的token
[root@master controler]# kubeadm token create  --print-join-command
kubeadm join 172.25.254.100:6443 --token lqcz14.6f4krq91w75h58bt --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6b5950ef2cdba85d6dfdb564ee90d4187fa3d341767dc9852cbdd5c9dee4f927


[root@node3 ~]#  kubeadm join 172.25.254.100:6443 --token lqcz14.6f4krq91w75h58bt --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6b5950ef2cdba85d6dfdb564ee90d4187fa3d341767dc9852cbdd5c9dee4f927 --cri-socket  unix:///var/run/cri-dockerd.sock

#当node3加入集群后会在node3中立即运行指定的pod，其原因是因为运行了daemonset

五.Job控制器

Job 用来执行一次性任务，任务执行完成就结束，不会无限运行。

[root@master controler]# kubectl create job job --image perl:5.34.0 --dry-run=client -o yaml > job.yml
[root@master controler]# vim job.yml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: testjob
spec:
  completions: 6        # 需要完成的任务总次数
  parallelism: 2        # 同时并发运行的Pod数量
  backoffLimit: 4       # 任务失败最大重试次数
  template:
    spec:
      containers:
      - image: busybox
        name: testjob
        command: ["/bin/sh", "-c"]
        args:
        - |
          echo this is testjob message
          sleep 10
      restartPolicy: Never    # 任务执行完成直接退出，不重启容器。


[root@master controler]# kubectl apply -f job.yml
job.batch/job created

# 并发 2 个 Pod 运行，完成后继续启动新 Pod，直到完成 6 次成功任务。
# 任务全部完成后，Job 状态变为Completed，Pod 保留（不会自动删除）。
[root@k8s-master controller]# kubectl logs pods/testjob-4cdlr
this is testjob message

六.Cronjob控制器

CronJob 基于 Linux crontab 语法，定时创建 Job，周期性执行任务。

[root@master controler]# kubectl create cronjob cronjob --image busybox  --schedule "* * * * *" --dry-run=client -o yaml > cronjob.yml
[root@master controler]# vim cronjob.yml
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: cronjob
spec:
  jobTemplate:
    metadata:
      name: cronjob
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - image: busybox
            name: cronjob
            command:
              - /bin/sh
              - -c
              - echo "hello timinglee"
          restartPolicy: OnFailure
  schedule: '* * * * *'        # cron表达式：每分钟执行一次

[root@master controler]# kubectl apply -f cronjob.yml		#整分运行

[root@master controler]# kubectl get cronjobs.batch
NAME      SCHEDULE    TIMEZONE   SUSPEND   ACTIVE   LAST SCHEDULE   AGE
cronjob   * * * * *   <none>     False     0        17s             70s

[root@master controler]# kubectl logs cronjob-29598241-pxggh
hello timinglee

七.控制器总览汇总:

|------------|-------------------|-------------------------|
| 控制器 | 用途 | restartPolicy（Pod 重启策略） |
| Deployment | 长期业务应用，多副本，滚动升级回滚 | Always |
| ReplicaSet | 维持 Pod 副本数量，无版本管理 | Always |
| DaemonSet | 每个节点运行一个 Pod，守护进程 | Always |
| Job | 一次性任务，执行完成结束 | Never / OnFailure |
| CronJob | 定时周期性任务，定时创建 Job | OnFailure / Never |

• Deployment、DaemonSet 是长期运行 的，restartPolicy一般用Always（无论容器退出码是什么，总是重启容器）
• Job/CronJob 是任务型 ，一般用Never（无论什么情况，永远不重启容器）或OnFailure（只有容器异常失败退出，退出码≠0才重启；正常退出不重启），任务完成就结束