k8s之Labels，Daemonset，Job資源對(duì)象

Label（標(biāo)簽）

我們?yōu)槭裁匆褂胠abel呢？
當(dāng)相同類型的資源對(duì)象越來(lái)越多，為了更好的管理，才按照標(biāo)簽分為一個(gè)小組，為的是提升資源的管理效率。

lable是附著到object上（例如pod）的鍵值對(duì)?？梢栽趧?chuàng)建object的時(shí)候指定，也可以在object創(chuàng)建后隨時(shí)指定。Labels的值對(duì)系統(tǒng)本身并沒(méi)有什么含義，只是對(duì)用戶才有意義。

"labels": {
"key1" : "value1",
"key2" : "value2"
}

語(yǔ)法和字符集

Label key的組成：
* 不得超過(guò)63個(gè)字符
* 可以使用前綴，使用/分隔，前綴必須是DNS子域，不得超過(guò)253個(gè)字符，系統(tǒng)中的自動(dòng)化組件創(chuàng)建的label必須指定前綴，kubernetes.io/ 由kubernetes保留。
* 起始必須是字母（大小寫(xiě)都可以）或數(shù)字，中間可以有連字符，下劃線和點(diǎn)。

Label value的組成:
不得超過(guò)63個(gè)字符
起始必須是字母（大小寫(xiě)都可以）或數(shù)字，中間可以有連字符，下劃線和點(diǎn)。

常用的，多維度標(biāo)簽分類：

版本標(biāo)簽（release）：      stable（穩(wěn)定版），canary（金絲雀版本），beta（測(cè)試版）
環(huán)境類（environment）：   dev（開(kāi)發(fā)），qa（測(cè)試），production（生產(chǎn)），op（運(yùn)維）
應(yīng)用類（applaction）：        ui（設(shè)計(jì)），as（應(yīng)用軟件），pc（電腦端），sc（網(wǎng)絡(luò)方面）
架構(gòu)層（tier）：          frontend（前端），backend（后端），cache（緩存）
分區(qū)標(biāo)簽（partition）：        customerA（客戶），customerB
品控級(jí)別（track）：        daily（每天），weekly（每周）

通過(guò)以下例子來(lái)實(shí)踐label：

[root@master yaml]# vim label-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: label-pod
  labels:       #使用labels字段來(lái)定義標(biāo)簽，可以一次定義多個(gè)標(biāo)簽，這里定義3個(gè)標(biāo)簽
    release: stable   #版本：穩(wěn)定版
    env: qa              #環(huán)境：測(cè)試
    tier: frontend   #架構(gòu)類：前端
spec:
  containers:
  - name: testapp
    image: nginx    #部署的是nginx服務(wù)
---
kind: Service   #關(guān)聯(lián)一個(gè)service資源對(duì)象
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:   #使用標(biāo)簽選擇器
    release: stable   #只需定義selector字段中的一個(gè)標(biāo)簽，字段下的其他標(biāo)簽可全部實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 32134

[root@master yaml]# kubectl apply -f  label-pod.yaml 
pod/label-pod created
service/nginx-svc unchanged

//查看所有pod，并且顯示標(biāo)簽key:value：
[root@master yaml]# kubectl  get pod --show-labels 
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
label-pod   1/1     Running   0          30m   env=qa,release=stable,tier=frontend

//查看指定pod的key:value：

[root@master yaml]# kubectl  get pod label-pod  --show-labels 
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
label-pod   1/1     Running   0          40m   app=as,env=qa,release=stable,tier=frontend

//只顯示標(biāo)簽的value：

[root@master yaml]# kubectl  get pod label-pod -L env,release,tier
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   ENV   RELEASE   TIER
label-pod   1/1     Running   0          41m   qa    stable    frontend

label的其他操作（命令行）：添加，修改，刪除標(biāo)簽
//通過(guò)命令行的方式添加標(biāo)簽：

[root@master yaml]# kubectl  label  pod label-pod  app=sc
pod/label-pod labeled
[root@master yaml]# kubectl  get pod -L app
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   APP
label-pod   1/1     Running   0          36m   sc

//修改標(biāo)簽：

[root@master yaml]# kubectl  label pod label-pod app=as
error: 'app' already has a value (sc), and --overwrite is false
[root@master yaml]# kubectl  label pod label-pod app=as --overwrite 
pod/label-pod labeled

可以看到想要修改標(biāo)簽，必須加上--overwrite選項(xiàng)進(jìn)行重寫(xiě)。

//刪除標(biāo)簽：

[root@master yaml]# kubectl  label pod label-pod app-
pod/label-pod labeled
[root@master yaml]# kubectl  get pod -L app
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   APP
label-pod   1/1     Running   0          43m                     #可以看到該標(biāo)簽以被刪除

//我們測(cè)試nginx服務(wù)是否能夠正常運(yùn)行：

Label selector

標(biāo)簽選擇器：標(biāo)簽的查詢過(guò)濾條件。
Label不是唯一的，很多object可能有相同的label，通過(guò)label selector，客戶端/用戶可以指定一個(gè)object集合，通過(guò)label selector對(duì)object的集合進(jìn)行操作

目前kubernetes API支持兩種標(biāo)簽選擇器：

1）基于等值的關(guān)系(matchLables)： “=”，“==”，“!=”
2）基于集合的（matchExpressions）：in（在這個(gè)集合中），notin（不在這個(gè)集合中），exists（要么存在，要么不存在）

使用標(biāo)簽選擇器的操作邏輯：

1）同時(shí)指定的多個(gè)選擇器之間的邏輯關(guān)系為“與”操作
2）使用空值的標(biāo)簽選擇器，意味著每個(gè)資源對(duì)象都將被選擇。
3）空的標(biāo)簽選擇器將無(wú)法選出任何資源。
4）在基于集合的選擇器中，使用“in”或者“Notin”操作時(shí)，其values不強(qiáng)制為非空字符串列表，而使用exists或DostNoteExists，其values值必須為空。

舉例：
selector的操作語(yǔ)法如下：

[root@master yaml]# vim selector.yaml
selector:
  matchLabels:      #基于等值關(guān)系的
    app: nginx
  matchExpressions:   #基于集合的
    - {key: name,operator:  In,values: [zhangsan,lisi]}   #key，operator，values這三個(gè)是固定參數(shù)
    - {key: age,operator: Exists,values:}     #如果指定了Exists，其values值必須為空。

Daemonset

1）什么是Daemonset？
Daemonset 確保集群中的每個(gè)node上運(yùn)行一個(gè)pod，且只能運(yùn)行一個(gè)pod。當(dāng)有node加入集群時(shí)，也會(huì)為它們新增一個(gè)pod。當(dāng)有node從集群移除時(shí)，這些pod也會(huì) 被回收。當(dāng)刪除Daemonset時(shí)將會(huì)刪除它創(chuàng)建的所有pod。

2）編寫(xiě)Daemonset需要注意的點(diǎn)：
Daemonset不支持replicas字段，除此之外，與Deployment，RS等資源的寫(xiě)法相同。

3）Daemonset一般的使用場(chǎng)景：

• 常用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的日志收集工作。
• 監(jiān)控每個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

實(shí)踐Daemonset：

[root@master yaml]# vim daemonset.yaml
kind: DaemonSet
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx-ds
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: qa
        env: dev
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-dsvc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: qa
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30003

[root@master yaml]# kubectl apply -f daemonset.yaml 
daemonset.extensions/nginx-ds created
service/nginx-dsvc created

//查看pod的分布情況：

[root@master yaml]# kubectl  get pod -o wide
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-ds-dh529   1/1     Running   0          76s   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
nginx-ds-xz4d8   1/1     Running   0          76s   10.244.1.3   node01   <none>           <none>

我集群中只有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以看到通過(guò)Daemonset實(shí)現(xiàn)了每個(gè)node上都運(yùn)行一個(gè)pod副本。

JOB資源對(duì)象

與之前的服務(wù)類容器不同，之前的資源對(duì)象是持續(xù)提供服務(wù)。job負(fù)責(zé)批量處理短暫的一次性任務(wù)，即僅執(zhí)行一次的任務(wù)，它保證批量處理任務(wù)的一個(gè)或多個(gè)pod成功結(jié)束。

1，kubernetes支持以下幾種job：

* 非并行job：通常創(chuàng)建一個(gè)pod直至其成功結(jié)束。
* 固定結(jié)束次數(shù)的job：設(shè)置spec.completions,創(chuàng)建多個(gè)pod，直到.spec.completions個(gè)pod成功結(jié)束。
* 帶有工作隊(duì)列的并行job：設(shè)置.spec.Parallelism但不設(shè)置.spec.completions,當(dāng)所有pod結(jié)束并且至少一個(gè)成功時(shí)，job就認(rèn)為是成功。

2，Job Controller
Job Controller負(fù)責(zé)根據(jù)Job Spec創(chuàng)建pod，并持續(xù)監(jiān)控pod的狀態(tài)，直至其成功結(jié)束，如果失敗，則根據(jù)restartPolicy（只支持OnFailure和Never，不支持Always）決定是否創(chuàng)建新的pod再次重試任務(wù)。

通過(guò)以下例子來(lái)實(shí)踐Job：
//創(chuàng)建一個(gè)job資源對(duì)象：

kind: Job
apiVersion: batch/v1
metadata:
  name: test-job
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: job
    spec:
      containers:
      - name: job
        image: busybox
        command: ["echo","hello job!"]
      restartPolicy: Never

[root@master yaml]# kubectl apply -f  job.yaml 
job.batch/test-job created

如果在生產(chǎn)環(huán)境中忘記了字段用法，可以通過(guò)kubectl explain 命令工具來(lái)提供幫助。

//查看該pod資源對(duì)象的狀態(tài)：
[root@master yaml]# kubectl  get pod  test-job-dcv6g 
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
test-job-dcv6g   0/1     Completed   0          2m8s

我們可以看到j(luò)ob與其他資源對(duì)象不同，僅執(zhí)行一次性任務(wù)，默認(rèn)pod借宿運(yùn)行后job即結(jié)束，狀態(tài)為Completed。

//通過(guò)查看該pod的日志來(lái)確保任務(wù)是否完成：

[root@master yaml]# kubectl  logs  test-job-dcv6g 
hello job!

任務(wù)完成后，如果沒(méi)有其他要求，我們可以刪除該job：

[root@master yaml]# kubectl  delete  jobs.batch test-job 
job.batch "test-job" deleted

2，提高job執(zhí)行效率的方法
通過(guò)在yaml文件中定義字段來(lái)實(shí)現(xiàn)：

kind: Job
apiVersion: batch/v1
metadata:
  name: test-job
spec:      #通過(guò)spec下的這兩個(gè)字段來(lái)優(yōu)化
  parallelism: 2    #同時(shí)運(yùn)行2個(gè)pod
  completions: 8    #運(yùn)行pod的總數(shù)量8個(gè)
  template:
    metadata:
      labels:
        app: job
    spec:
      containers:
      - name: job
        image: busybox
        command: ["echo","hello job!"]
      restartPolicy: Never

job 字段解釋：

completions：標(biāo)志Job結(jié)束需要成功運(yùn)行的Pod個(gè)數(shù)，默認(rèn)為1
parallelism：標(biāo)志并行運(yùn)行的Pod的個(gè)數(shù)，默認(rèn)為1
activeDeadlineSeconds：標(biāo)志失敗Pod的重試最大時(shí)間，超過(guò)這個(gè)時(shí)間不會(huì)繼續(xù)重試.

//重新運(yùn)行job后，查看pod狀態(tài)：

[root@master yaml]# kubectl  get pod 
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
test-job-28ww5   0/1     Completed   0          50s
test-job-5wt95   0/1     Completed   0          46s
test-job-6s4p6   0/1     Completed   0          44s
test-job-8s2v7   0/1     Completed   0          50s
test-job-bt4ch   0/1     Completed   0          45s
test-job-bzjz6   0/1     Completed   0          48s
test-job-fhnvc   0/1     Completed   0          44s
test-job-kfn9l   0/1     Completed   0          48s

[root@master yaml]# kubectl  logs test-job-28ww5 
hello job!

可以看到pod總數(shù)為8個(gè)，且并行2個(gè)，時(shí)間會(huì)有些許差別，但不大。

3，定時(shí)運(yùn)行job任務(wù)：
相當(dāng)我們?cè)趌inux中crontab計(jì)劃任務(wù)。

[root@master yaml]# vim cronjob.yaml
kind: CronJob       #類型為CronJob
apiVersion: batch/v1beta1
metadata:    
  name: cronjob
spec:            #使用spec.schedule字段來(lái)定義計(jì)劃job任務(wù)
  schedule: "*/1 * * * *"      #指定每分鐘執(zhí)行一次任務(wù)，格式同linux中的crontab（分，時(shí)，日，月，周）
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: cronjob
            image: busybox
            command: ["echo","hello job!"]
          restartPolicy: OnFailure    #僅在pod失敗時(shí)才重啟

//執(zhí)行yaml文件后監(jiān)控pod的狀態(tài)：

[root@master yaml]# kubectl  apply -f  cronjob.yaml 
cronjob.batch/cronjob created

可以看到它會(huì)每個(gè)一分鐘執(zhí)行一次job任務(wù)，每執(zhí)行一次就會(huì)生成一個(gè)pod。
查看日志，驗(yàn)證任務(wù)是否執(zhí)行：

[root@master ~]# kubectl logs  cronjob-1577505180-4ss84 
hello job!
[root@master ~]# kubectl logs  cronjob-1577505240-d5gf8 
hello job!

擴(kuò)展: 添加apiVersion
1）查看當(dāng)前kubernetes集群中對(duì)應(yīng)的API版本：

[root@master ~]# kubectl  api-versions 
admissionregistration.k8s.io/v1beta1
apiextensions.k8s.io/v1beta1
apiregistration.k8s.io/v1
apiregistration.k8s.io/v1beta1
apps/v1
apps/v1beta1
apps/v1beta2
authentication.k8s.io/v1
authentication.k8s.io/v1beta1
authorization.k8s.io/v1
authorization.k8s.io/v1beta1
autoscaling/v1
autoscaling/v2beta1
autoscaling/v2beta2
batch/v1
batch/v1beta1
certificates.k8s.io/v1beta1
coordination.k8s.io/v1
coordination.k8s.io/v1beta1
events.k8s.io/v1beta1
extensions/v1beta1
networking.k8s.io/v1
networking.k8s.io/v1beta1
node.k8s.io/v1beta1
policy/v1beta1
rbac.authorization.k8s.io/v1
rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
scheduling.k8s.io/v1
scheduling.k8s.io/v1beta1
storage.k8s.io/v1
storage.k8s.io/v1beta1
v1

查看發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有開(kāi)發(fā)版本，全是測(cè)試版本。
添加api版本：

[root@master ~]# cd /etc/kubernetes/manifests/
[root@master manifests]# ll
total 16
-rw------- 1 root root 1900 Nov  4 16:32 etcd.yaml
-rw------- 1 root root 2602 Nov  4 16:32 kube-apiserver.yaml
-rw------- 1 root root 2486 Nov  4 16:32 kube-controller-manager.yaml
-rw------- 1 root root  990 Nov  4 16:32 kube-scheduler.yaml
[root@master manifests]# vim kube-apiserver.yaml 

在該字段下，參照對(duì)應(yīng)的格式進(jìn)行添加對(duì)應(yīng)的版本，以上添加的是batch開(kāi)發(fā)版本。

//重啟kubelet，重新加載：
[root@master manifests]# systemctl restart kubelet.service

//再次查看api版本時(shí)，就可以查看到開(kāi)發(fā)版本：