2. ReplicaSet控制器

# 一、概述

1. 作用：用于确保由其管控的Pod对象副本数在任一时刻都能精确满足期望的数量。ReplicaSet控制器资源启动后会查找集群中匹配其标签选择器的Pod资源对象，当前活动对象的数量与期望的数量不吻合时，多则删除，少则通过Pod模板创建以补足。
2. 功能：
- 确保Pod资源对象的数量：ReplicaSet需要确保由其控制运行的Pod副本数量精确吻合配置中定义的期望值，否则就会自动补足所缺或终止所余。
- 确保Pod健康运行：探测到由其管控的Pod对象因其所在的工作节点故障而不可用时，自动请求由调度器于其他工作节点创建缺失的Pod副本。
- 弹性伸缩：业务规模因各种原因时常存在明显波动，在波峰或波谷期间，可以通过ReplicaSet控制器动态调整相关Pod资源对象的数量。
- 通过HPA（HroizontalPodAutoscaler）控制器实现Pod资源规模的自动伸缩。

# 二、创建ReplicaSet

1. 可以使用YAML或JSON格式的清单文件定义其配置它的spec字段一般嵌套使用以下几个属性字段。
| replicas | integer | 期望的Pod对象副本数 |
| --- | --- | --- |
| selector | Object | 当前控制器匹配Pod对象副本的标签选择器，支持matchLabels和matchExpressions两种匹配机制 |
| template | Object | 用于补足Pod副本数量时使用的Pod模板资源 |
| minReadySeconds | integer | 新建的Pod对象，在启动后的多长时间内如果其容器未发生崩溃等异常情况即被视为“就绪”；默认为0秒，表示一旦就绪性探测成功，即被视作可用 |

2. 示例：

- 创建rs-example.yaml文件

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image1.png)

- 创建rs资源： `$ kubectl apply -f rs-example.yaml` 
- 查看名称为"rs-demo"的pod资源 `$ kubectl get pods -l app=rs-demo`

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image2.png)

- 查看replicaset控制器资源状态

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image3.png)

# 三、 ReplicaSet管控Pod对象

1. 缺少Pod副本
> 任何原因导致的相关Pod对象丢失，都会由ReplicaSet控制器自动补足。

- 手动删除上面列出的一个Pod对象 `$ kubectl delete pods rs-example-5ncrr` 
- 再次列出相关Pod对象的信息，可以看到rs-example-5ncrr被删除，而新的Pod对象rs-example-jfp4k被rs-example控制器创建：

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image4.png)

- 强行修改隶属于控制器rs-example的Pod资源标签，会导致它不再被控制器作为副本计数，这也将触发控制器的Pod对象副本缺失补足机制。 例如，将rs-example-26fnb的标签app的值改为rs：

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image5.png)

2. 多出pod副本
> 一旦被标签选择器匹配到的Pod资源数量因任何原因超出期望值，多余的部分都将被控制器自动删除。

- 例如，为pod-example手动为其添加“app: rs-demo”标签： `$ kubectl label pods rs-example-26fnb app=rs-demp --overwrite` 
- 再次列出相关的Pod资源，可以看到rs-example控制器启动了删除多余Pod的操作，pod-example正处于终止过程中： ![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image6.png) 这就意味着，任何自主式的或本隶属于其他控制器的Pod资源其标签变动的结果一旦匹配到了其他的副本数足额的控制器，就会导致这类Pod资源被删除。

# 三、查看replicaset资源信息

1. 查看所有replicaset（子资源）信息

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image7.png)

2. 查看所有replicaset（子资源）详细信息 `$ kubectl describe replicasets`  `$ kubectl describe replicasets/rs-example`

# 四、更新ReplicaSet控制器

1. 更改Pod模板：升级应用 ReplicaSet控制器的Pod模板可随时按需修改，但它仅影响这之后由其新建的Pod对象，对已有的副本不会产生作用。但在用户逐个手动关闭其旧版本的Pod资源后就能以新代旧，实现控制器下应用版本的滚动升级。

- 修改原ReplicaSet.yaml文件镜像

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image8.png)

- apply文件，查看image信息 `kubectl get pod -o custom-columns=pod_name:metadata.name,pod_image:spec.containers[0].image`  ![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image9.png) rs-example管控的现存Pod对象使用的仍然是原来版本中定义的镜像
- 删除pod后自动生成新版pod

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image10.png)

2. 扩容与缩容 改动ReplicaSet控制器对象配置中期望的Pod副本数量（replicas字段）会由控制器实时做出响应，从而实现应用规模的水平伸缩。 kubectl还提供了一个专用的子命令scale用于实现应用规模的伸缩，它支持从资源清单文件中获取新的目标副本数量，也可以直接在命令行通过“--replicas”选项进行读取，
- 将rs-example控制器的Pod副本数量提升至5个： `$ kubectl scale replicasets rs-example --replicas=5`  ![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image11.png)
- 由下面显示的rs-example资源的状态可以看出，将其Pod资源副本数量扩展至5个的操作已经成功完成： ![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image12.png)
- 收缩规模的方式与扩展相同，只需要明确指定目标副本数量即可。

# 五、删除ReplicaSet控制器资源

1. 使用kubectl delete命令删除ReplicaSet对象时默认会一并删除其管控的各Pod对象。 `$ kubectl delete replicasets rs-example`

# 六、故障转移

1. 目前有3个副本分别运行在node1和node2上。

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image13.png)

2. 现在模拟 k8s-node2 故障，关闭该节点。

![未命名图片.png](/media/202406/5.2.15272578_image14.png)

3. 等待一段时间，Kubernetes 会检查到 k8s-node2 不可用，将 k8s-node2 上的 Pod 标记为 terminating 状态，并在 k8s-node1 上新创建两个 Pod，维持总副本数为 3。

![clip_image005.jpg](/media/202406/5.2.15272578_image15.png)

4. 当 k8s-node2 恢复后，terminating的 Pod 会被删除，不过已经运行的 Pod不会重新调度回 k8s-node2。

![clip_image006.png](/media/202406/5.2.15272578_image16.png) ![clip_image008.jpg](/media/202406/5.2.15272578_image17.png)