Kubernetes对象之ReplicaSet

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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。它的主要做用是确保Pod以你指定的副本数运行，即若是有容器异常退出，会自动建立新的 Pod 来替代；而异常多出来的容器也会自动回收。能够说，经过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 没有本质的不一样，只是名字不同，而且 ReplicaSet 支持集合式的 selector（ReplicationController 仅支持等式）。

虽然也 ReplicaSet 能够独立使用，但建议使用 Deployment 来自动管理 ReplicaSet，这样就无需担忧跟其余机制的不兼容问题（好比 ReplicaSet 不支持 rolling-update 但 Deployment 支持），而且Deployment还支持版本记录、回滚、暂停升级等高级特性。Deployment 的详细介绍和使用方法参见。

ReplicationController和Pod同样，都是Kubernetes中的对象，所以建立方式相似。经过yaml或json描述文件来定义一个ReplicationController对象。一个最简单的ReplicationController的定义以下：

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字段表明你要新建的对象类型。此处指定为ReplicationController。

• spec.selector字段指定为你须要管理的Pod的label（label的意义体如今此处）。这儿将spec.selector设置为app: nginx，意味着全部包含label：app: nginx的Pod都将被这个RC管理。

• spec.replicas字段表明了受此RC管理的Pod，须要运行的副本数。

• 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经过kubectl apply命令建立成功后，Kubernetes会在全部可用的Node上，新建三个Pod。每一个Pod都有一个app: nginx的label，而且每一个Pod中都运行一个nginx容器。一旦其中某个Pod发生故障中止运行了，Controller Manager都可以及时发现，而后根据当前RC定义，建立出一个新的Pod，从而使包含label：app: nginx的Pod的运行副本数始终为3。

Kubernetes官方强烈建议避免直接使用ReplicaSet，而应该经过Deployment来建立RS和Pod。

因为ReplicaSet是ReplicationController的代替物，所以用法基本相同，惟一的区别在于ReplicaSet支持集合式的selector。一个典型的RS描述文件以下：

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除了可使用matchLabels，还支持集合式的操做：

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，等待全部的Pod被删除后，在执行RS对象的删除。

若是但愿仅仅删除RS对象（保留Pod），请使用kubectl delete命令时添加--cascade=false选项。

ReplicaSet的伸缩

经过修改.spec.replicas的值能够实时修改RS运行的Pod数量。

Horizontal Pod Autoscaler（HPA）

RS能够经过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

能够经过kubectl create -f来建立HPA或者使用

# 注意此命令并不会调用HAP定义,而是直接经过命令达到自动扩容效果,与上面经过yml效果相似
kubectl autoscale rs frontend --max=10