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掌握K8s核心：控制器与工作负载深层解析

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概述

Kubernetes（简称K8s）是一个强大的容器编排平台，它通过自动化部署、扩展和管理容器化应用程序来简化开发人员的任务。K8s的核心组件之一是控制器和工作负载，它们是确保应用程序在K8s集群中平稳运行的关键。

控制器

控制器是K8s中负责管理Pod、服务和其他资源的组件。它们确保资源的状态与用户定义的期望状态相匹配。以下是一些主要的控制器类型：

Deployment

Deployment是用于管理无状态应用程序的控制器。它允许用户定义Pod的期望状态，并确保实际状态与期望状态相匹配。Deployment支持滚动更新和回滚，并提供声明式配置。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:latest

StatefulSet

StatefulSet用于管理有状态应用程序，如数据库。它确保Pod的有序性和持久性，并允许用户设置Pod的持久存储。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mydb
spec:
  serviceName: "mydb-service"
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mydb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mydb
    spec:
      containers:
      - name: mydb
        image: mydb:latest
        volumeMounts:
        - name: mydb-pv
          mountPath: /var/lib/mysql
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: mydb-pv
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

DaemonSet

DaemonSet确保所有节点上运行相同的Pod副本。它通常用于运行系统级后台任务。

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: mydaemon
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mydaemon
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mydaemon
    spec:
      containers:
      - name: mydaemon
        image: mydaemon:latest

Job

Job用于一次性的任务，如备份或数据转换。它确保任务完成，并且最多运行一次。

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: myjob
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: myjob
        image: myjob:latest
        command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello, world!"]

CronJob

CronJob用于周期性任务，如定时备份或日志清理。它允许用户定义任务的执行时间表。

apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: mycronjob
spec:
  schedule: "0 0 * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: mycronjob
            image: mycronjob:latest
            command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello, world!"]

工作负载

工作负载是K8s中运行的应用程序。它们可以是单个Pod，也可以是多个Pod的组合。以下是一些常见的工作负载类型：

Pod

Pod是K8s中最小的部署单元，可以包含一个或多个容器。它代表了在K8s集群上运行的应用程序的一个实例。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mycontainer
    image: myimage:latest

Service

Service用于将一组Pod暴露为单一的网络入口点。它提供负载均衡和域名解析功能。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

Ingress

Ingress用于将外部HTTP流量路由到K8s集群中的服务。它通常与负载均衡器一起使用。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: myingress
spec:
  rules:
  - host: myapp.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: myservice
            port:
              number: 80

总结

掌握K8s的控制器和工作负载是理解和使用K8s的关键。通过使用这些组件，开发人员可以轻松地部署、扩展和管理容器化应用程序。

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