莫张周刘王 发表于 2025-5-4 20:34:24

K8s新手系列之ReplicaSet资源

概述

官网地点:https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/
ReplicaSet简称rs,其主要作用和ReplicationController一样,保证一定数量的pod正常运行,它会连续监听这些Pod的运行状态,一旦Pod发生故障,就会重启或重修。同时它还支持对pod数量的扩缩容和镜像版本的升降级。
相较于ReplicationController而言,ReplicaSet更加轻量级,且功能更强盛,支持正则匹配Pod。
想要学习ReplicationController可以检察这篇文章:K8s新手系列之ReplicationController资源
ReplicaSet的作用


[*]副本管理:ReplicaSet 的核心功能是保证在任何时候都有指定数量的 Pod 副本在运行。假如有 Pod 意外终止,ReplicaSet 会自动创建新的 Pod 来替代它;假如 Pod 数量过多,它会删除多余的 Pod。
[*]集群扩容和缩容:用户可以通过修改 ReplicaSet 中的副本数量来轻松地对应用举行扩容或缩容。
[*]灵活的标签选择器

[*]聚集式选择器:与 ReplicationController 仅支持等式选择器不同,ReplicaSet 支持更灵活的聚集式选择器,如 in、notin、exists 等。这使得 ReplicaSet 能够更精确地选择要管理的 Pod,提高了标签选择的灵活性和表达能力。
[*]动态匹配 Pod:通过标签选择器,ReplicaSet 可以动态地匹配符合条件的 Pod。即使在 ReplicaSet 创建之后,只要有新的 Pod 被创建且其标签符合 ReplicaSet 的选择器,这些 Pod 就会被纳入 ReplicaSet 的管理范围。

ReplicaSet资源配置文件详解

可以通过kubectl explain rs检察创建ReplicaSet需要的字段
示例:
# kubectl explain rs
KIND:   ReplicaSet
VERSION:apps/v1

DESCRIPTION:
   ReplicaSet ensures that a specified number of pod replicas are running at
   any given time.

# fileds字段中的内容已进行截取
FIELDS:
   apiVersion   <string>
   
   kind <string>

   metadata   <Object>

   spec <Object>

   status       <Object>通过上述可以发现定义ReplicaSet的资源文件和定义Pod一样,也需要apiVersion、kind、metadata、spec等字段。
但是spec字段中有三个字段,需要注意,分别是replicas、selector、template。如下:
# kubectl explain rs.spec
KIND:   ReplicaSet
VERSION:apps/v1

RESOURCE: spec <Object>

DESCRIPTION:
   Spec defines the specification of the desired behavior of the ReplicaSet.
   More info:
   https://git.k8s.io/community/contributors/devel/sig-architecture/api-conventions.md#spec-and-status

   ReplicaSetSpec is the specification of a ReplicaSet.

FIELDS:
   minReadySeconds      <integer>
   # minReadySeconds 规定了一个时间阈值,只有当 Pod 保持就绪状态的时间达到或者超过这个阈值,并且在此期间 Pod 内的任何容器都没有崩溃,这个 Pod 才会被视为可用。
   
   replicas   <integer>
   # 定义Pod的副本数量
   
   selector   <mapstring>
   # 标签选择器,这里指定Pod定义的标签
   
   template   <Object>
   # 定义Pod的模板创建ReplicaSet

这里我们创建三个Pod副本
示例:
# 定义资源文件
# cat rs-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
    app: rs-nginx
spec:
# 定义Pod的副本数量
replicas: 3
# 标签选择器,这里和Pod的Label保持一致
selector:
    # 匹配Pod的Label
    matchLabels:
      app: nginx
# 定义Pod的模板,只需要定义metadata和spec两个字段即可
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:latest

# 创建ReplicaSet
# kubectl apply -f rs-nginx.yaml检察对应的ReplicaSet和Pod

检察ReplicaSet
# kubectl get rs
NAME         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
rs-nginx-1   3         3         3       93s检察Pod
# kubectl get po | grep rs-nginx
rs-nginx-1-6rb9p       1/1   Running            0               2m
rs-nginx-1-ssdhv       1/1   Running            0               2m
rs-nginx-1-vzn2x       1/1   Running            0               2m验证ReplicaSet的副本管理

ReplicaSet 的核心功能是保证在任何时候都有指定数量的 Pod 副本在运行。假如有 Pod 意外终止,ReplicaSet 会自动创建新的 Pod 来替代它;假如 Pod 数量过多,它会删除多余的 Pod。
当我们删除创建好的Pod时,Replicaset会发生什么呢?
# 删除上面创建的所有Pod
# kubectl delete po rs-nginx-1-6rb9p rs-nginx-1-ssdhv rs-nginx-1-vzn2x
pod "rs-nginx-1-6rb9p" deleted
pod "rs-nginx-1-ssdhv" deleted
pod "rs-nginx-1-vzn2x" deleted

# 查看rs,发现其副本数量还是3个
# kubectl get rs
NAME         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
rs-nginx-1   3         3         3       5m17s

# 查看Pod,发现对应的Pod还是3个,通过AGE字段发现是新创建的
# kubectl get po | grep rs-nginx
NAME                   READY   STATUS             RESTARTS          AGE
rs-nginx-1-6h7fv       1/1   Running            0               22s
rs-nginx-1-fhkm9       1/1   Running            0               22s
rs-nginx-1-l5njb       1/1   Running            0               22s验证Replicaset的扩缩容

验证扩容

我们将rs的副本数量调整成5,看看会发生什么?
# cat rs-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
    app: rs-nginx
spec:
# 将副本数量修改成5
replicas: 5
selector:
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:latest

# 重新应用它
# kubectl apply -f rs-nginx.yaml
replicaset.apps/rs-nginx-1 configured检察一下Pod的变革:
# kubectl get po | grep rs-nginx
NAME                   READY   STATUS             RESTARTS          AGE
rs-nginx-1-6h7fv       1/1   Running            0                4m17s
rs-nginx-1-fhkm9       1/1   Running            0                4m26s
rs-nginx-1-l5njb       1/1   Running            0                4m26s
rs-nginx-1-t75z7       1/1   Running            0                8s
rs-nginx-1-tdvbr       1/1   Running            0                8s通过上述发现Pod副本数量由3个变成了5个,检察AGE字段,发现有两个Pod是新建的状态。
验证缩容

同理,我们将副本数量调整成1,看看会发生什么?
# cat rs-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
    app: rs-nginx
spec:
# 将Pod数量调整成1
replicas: 1
selector:
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:latest

# 重新应用它
# kubectl apply -f rs-nginx.yaml
replicaset.apps/rs-nginx-1 configured检察一下:
# 查看rs
# kubectl get rs
NAME         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
rs-nginx-1   1         1         1       11m
# 查看Pod
# kubectl get po | grep rs-nginx
rs-nginx-1-fhkm9       1/1   Running            0               6m33s通过上述发现,Pod的数量由5个缩减成1个
Replicaset的标签选择器

Replicaset的标签选择器分为两类,一类是等式选择器,另一类是聚集选择器
等式选择器

等式选择器通过 =、==(两者含义相同)大概 != 来筛选标签。其通过spec.selector.matchLabels来实现。
示例:
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: rs-nginx-1
namespace: default
labels:
    app: rs-nginx
spec:
replicas: 1
selector:
# 等式选择器
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:latest聚集选择器

聚集选择器借助 in、notin、exists、DoesNotExist 这些操纵符来筛选标签。

[*]in:用于选取标签值在指定聚集内的 Pod。
[*]notin:用于选取标签值不在指定聚集内的 Pod。
[*]exists:用于选取具有指定标签的 Pod,不思量标签的值。
[*]DoesNotExist:用于选取不具有指定标签的 Pod,不思量标签的值。
其通过spec.selector.matchExpressions来实现
示例:
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: nginx-replicaset-set
spec:
replicas: 3
selector:
   # 集合选择器
    matchExpressions:
      # key:指定Label的key,operator:表示操作符,value:表示Label的value
      - {key: app, operator: In, values: }
      - {key: env, operator: NotIn, values: }
template:
    metadata:
      labels:
      app: nginx
      env: production
    spec:
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:1.14.2
      ports:
      - containerPort: 80管理Replicaset

检察Replicaset

语法:
kubectl get rs <rs-name> -n <namespace-name>示例:
# kubectl get rs
NAME         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
rs-nginx-1   1         1         1       25m修改Replicaset

由两种方式,一种是通过kubectl edit rc 来举行修改,会打开一个类似vim的界面,修改其对应的值即可,最后wq保存即可应用你的配置.
另一种方式则是修改对应的资源文件,最后使用kubectl apply -f 即可。
删除Replicaset

语法:
kubectl delete rc <rc-name> -n <namespace-name>
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