第五章.k8sPod控制器-Pod控制器1

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第五章 k8s Pod控制器（一）：RC与RS控制器

课程引入

• 上一节讲解了控制器的核心概念：控制器可理解为Pod的“监护人”，核心职责是将实际运行的Pod状态持续调谐到用户定义的期望状态，若Pod不符合要求会将其终止或调整至符合预期。
• Pod控制器包含多种类型，本章首先讲解功能具备替换关系的RC（ReplicationController）与RS（ReplicaSet）两类Pod控制器。

1. RC（ReplicationController）基础概念

• 全称为ReplicationController，官方提供别名简写为RC，后续可通过get rc等简写命令操作资源；编写资源清单时官方明确建议所有字段写完整形式，不要使用缩写或别名，也可通过kubectl explain rc查看RC的所有可用字段与对应描述，直接复制即可使用。
• 核心作用：保障容器应用的Pod副本数与用户定义的期望副本数保持一致，属于持续调谐过程，不断将实际Pod数量趋向目标期望值。
• 核心特性：
  • 若Pod异常退出，RC会自动创建新Pod替代；若Pod数量超出期望值，会自动回收多余Pod。
  • 若集群资源不足，无法满足极高期望副本数（如100万）时，RC会持续尝试创建，无法真正达到目标值。

2. RC控制器实操演示

2.1 实验环境准备

• 先清理历史实验残留：执行kubectl get pod确认无Pod资源；执行kubectl get svc发现存在2个残留Service资源，执行kubectl delete svc <service名1> <service名2>删除残留Service，删除命令支持批量指定多个资源对象名称。

2.2 RC资源清单核心字段说明

• 提前准备RC资源清单文件rc-demo.yaml，核心字段含义如下：
  • apiVersion：使用核心组v1版本，核心组可省略书写。
  • kind：资源类型为RC（ReplicationController），建议写完整类型。
  • metadata：定义RC的名称、标签等元数据。
  • spec（期望配置）：
    • replicas：定义期望的Pod副本数，注意是Pod的总数量而非单个Pod内的容器数量。
    • selector：标签选择器，要求必须是目标Pod标签的子集，否则RC会报错无法创建（旧版本会进入无限循环创建不匹配的Pod，新版增加了前置校验逻辑避免该问题）。
    • template：Pod模板，是RC的子属性，用于定义RC创建的Pod的完整配置，模板内metadata.labels必须与selector匹配，满足子集关系。
    • template.spec：Pod的期望配置，包含容器组、环境变量、端口等配置，支持复用Pod的就绪探测、存活探测、钩子等能力。
  • 环境变量配置：通过env关键字定义，可干预容器运行结果，示例中定义了GET_HOST_FROM值为DNS、张三值为123的2个环境变量，以及80端口暴露配置。

2.3 RC创建与特性验证

• 创建RC：执行kubectl create -f rc-demo.yaml创建RC资源，执行kubectl get rc可看到RC的期望副本数、实际副本数均为3，符合预期。
• 执行kubectl get pod可看到RC创建的3个Pod，命名格式为<RC名称>-<MD5值>。
• 核心特性验证：
  1. 自动恢复副本数：手动删除1个Pod后，RC会自动创建新的Pod，数量恢复为3，新Pod命名与删除的Pod不同。
  2. 标签匹配规则：执行kubectl get pod --show-labels可查看Pod的标签信息
     • 给Pod新增标签（不删除原有匹配selector的标签）：Pod数量不变，仍属于RC管理范围。
     • 执行kubectl label pod <pod名> app=薪享宏福 --overwrite修改Pod的selector匹配标签的key-value值（需加--overwrite参数覆盖已有标签）：RC会判定该Pod不属于自身管理，自动创建新Pod补足副本数，原Pod不再被RC管理（可类比为孩子改姓后不再被原监护人管理，监护人会自动补充新的孩子以满足数量要求）。
     • 将修改后的标签改回原值：该Pod重新被RC管理，此时Pod总数变为4，RC会自动删除最早创建的Pod，将数量恢复为3，优先保留运行时间更久、可能承载更多业务数据的Pod（可类比为公司裁员优先淘汰刚入职、业务价值更低的员工）。
  3. 动态调整副本数：执行kubectl scale rc rc-demo --replicas=10，RC会自动将Pod数量调整为10；执行kubectl scale rc rc-demo --replicas=5，Pod数量会恢复为5，无需手动创建/删除多个Pod资源，大幅降低管理成本。

3. RS（ReplicaSet）控制器基础

• 新版本Kubernetes官方建议使用RS（ReplicaSet）取代RC，二者核心功能一致，仅名称和选择器逻辑有差异。
• RS资源清单核心字段说明：
  • apiVersion：属于apps/v1版本组。
  • kind：资源类型为ReplicaSet，简写为RS。
  • spec（期望配置）：
    • replicas：定义期望Pod副本数，示例中为3。
    • selector：可通过kubectl explain rs.spec.selector查看RS选择器的可用字段与含义，其下包含两类配置：
      • matchLabels（匹配标签）：与RC的选择器逻辑一致，要求Pod标签是选择器标签的子集即可匹配。
      • matchExpressions（匹配运算符）：支持更灵活的集合运算逻辑，可通过实验进一步演示用法。

AI 总结

本章核心讲解了Kubernetes Pod控制器的两类核心成员RC与RS的核心逻辑、实操方法与特性：RC作为最早的Pod副本控制器，核心能力是保障Pod副本数与期望值一致，支持自动恢复异常Pod、动态调整副本数，需满足标签选择器与Pod标签的子集关系；RS是RC的官方替代方案，选择器支持更灵活的匹配规则，二者核心调谐逻辑一致，可大幅降低多副本Pod的管理成本。