说到ReplicaSet对象,得先说说ReplicationController(简称为RC)。在旧版本的Kubernetes中,只有ReplicationController对象。它的主要作用是确保Pod以你指定的副本数运行,即如果有容器异常退出,会自动创建新的 Pod 来替代;而异常多出来的容器也会自动回收。可以说,通过ReplicationController,Kubernetes实现了集群的高可用性。

在新版本的 Kubernetes 中建议使用 ReplicaSet(简称为RS )来取代 ReplicationController。ReplicaSet 跟 ReplicationController 没有本质的不同,只是名字不一样,并且 ReplicaSet 支持集合式的 selector(ReplicationController 仅支持等式)。

ReplicationController和Pod一样,都是Kubernetes中的对象,因此创建方式类似。通过yaml或json描述文件来定义一个ReplicationController对象。一个最简单的ReplicationController的定义如下:

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
app: nginx
template:
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80

下面简要解释一下上述ReplicationController描述文件中的关键点:

  • kind字段代表你要新建的对象类型。此处指定为ReplicationController。

  • spec.selector字段指定为你需要管理的Pod的label(label的意义体现在此处)。这儿将spec.selector设置为app: nginx,意味着所有包含label:app: nginx的Pod都将被这个RC管理。

  • spec.replicas字段代表了受此RC管理的Pod,需要运行的副本数。

  • template模块用于定义Pod,包括Pod的名字,Pod拥有的label以及Pod中运行的应用。

上面的RC通过kubectl apply命令创建成功后,Kubernetes会在所有可用的Node上,新建三个Pod。每个Pod都有一个app: nginx的label,并且每个Pod中都运行一个nginx容器。一旦其中某个Pod发生故障停止运行了,Controller Manager都能够及时发现,然后根据当前RC定义,创建出一个新的Pod,从而使包含label:app: nginx的Pod的运行副本数始终为3。

由于ReplicaSet是ReplicationController的代替物,因此用法基本相同,唯一的区别在于ReplicaSet支持集合式的selector。一个典型的RS描述文件如下:

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: frontend
labels:
app: guestbook
tier: frontend
spec: replicas: 3
selector:
matchLabels:
tier: frontend
matchExpressions:
- {key: tier, operator: In, values: [frontend]}
template:
metadata:
labels:
app: guestbook
tier: frontend
spec:
containers:
- name: php-redis
image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v3
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 100Mi
env:
- name: GET_HOSTS_FROM
value: dns
ports:
- containerPort: 80

以上RS描述文件中,selector除了可以使用matchLabels,还支持集合式的操作:

   matchExpressions:
- {key: tier, operator: In, values: [frontend]}

ReplicaSet的删除

使用kubectl delete命令会删除此RS以及它管理的Pod。在Kubernetes删除RS前,会将RS的replica调整为0,等待所有的Pod被删除后,在执行RS对象的删除。

如果希望仅仅删除RS对象(保留Pod),请使用kubectl delete命令时添加--cascade=false选项。

ReplicaSet的伸缩

通过修改.spec.replicas的值可以实时修改RS运行的Pod数量。

Horizontal Pod Autoscaler(HPA)

RS可以通过HPA来根据一些运行时指标实现自动伸缩,下面是一个简单的例子:

apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: frontend-scaler
spec:
scaleTargetRef:
kind: ReplicaSet
name: frontend
minReplicas: 3
maxReplicas: 10
targetCPUUtilizationPercentage: 50

可以通过kubectl create -f来创建HPA或者使用

# 注意此命令并不会调用HAP定义,而是直接通过命令达到自动扩容效果,与上面通过yml效果类似
kubectl autoscale rs frontend --max=10
05-28 12:10