理解k8s控制器DaemonSet创建及使用场景

DaemonSet 简介

DaemonSet 的主要作用，是在 kubernetes 集群里，运行一个 Daemon Pod。 DaemonSet 只管理 Pod 对象，然后通过 nodeAffinity 和 Toleration 这两个调度器参数的功能，保证了每个节点上有且只有一个 Pod。

DaemonSet 是一种面向特定应用场景的 Pod 控制器，尽管它也可以管理 Pod 的多个副本，但它主要用于保证一个 Node 上只运行一个 Pod 的场景：

DaemonSet 使用场景

每个节点上只有一个这样的 Daemon Pod 实例，然后当有新的节点加入 Kubernetes 集群后，该 Pod 会自动地在新节点上被创建出来。当旧节点被删除后，它上面的 Pod 也会相应地被回收掉。

Daemon Pod 的意义确实是非常重要的。比如的作用：

• 网络插件的 Agent 组件，都必须运行在每一个节点上，用来处理这个节点上的容器网络。
• 存储插件的 Agent 组件，也必须运行在每一个节点上，用来在这个节点上挂载远程存储目录，操作容器的 Volume 目录，比如：glusterd、ceph。
• 监控组件和日志组件，也必须运行在每一个节点上，负责这个节点上的监控信息和日志搜集，比如：fluentd、logstash、prometheus 等。

DaemonSet 创建

k8s 环境搭建参考网上教程，这里就不再赘述了。

先来个简单的例子快速体验 DaemonSet 控制器是如何应用的。

一个简单的 DaemonSet 配置如下：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: Nginx-daemonset
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.17.0

初步看，这份配置跟 Deployment 基本类似，唯一一个显著的差异是 DaemonSet 不需要指定副本数，因为它的副本数取决于工作节点数。

DaemonSet 配置中 spec.selector 和 spec.template 作用我们已在介绍 Deployment 时介绍过，在此不再赘述。

该份配置将创建一个 DaemonSet 对象，然后 DaemonSet 控制器会根据该对象信息分别在每个节点上创建一个 Pod 副本。

接下来使用kubectl create命令将该配置提次给 kube-apiserver，如下所示：

[root@k8s-master]# kubectl create -f daemonset.yaml
daemonset.apps/nginx-daemonset created

查看 DaemonSet

首先查看刚刚创建的 DaemonSet 对象：

[root@k8s-master]# kubectl get daemonset
NAME  DESIRED   CURRENT   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   NODE SELECTOR   AGE
nginx-daemonset     3     3     3     3     3      <none>          1m3s

命令行输出中各字段含义如下：

• NAME: DaemonSet 对象名称，同配置中的 metadata.name；
• DESIRED：需求副本个数，由于没有刻意筛选节点，所以副本个数等同于节点个数(默认)；
• CURRENT：当前已创建的副本个数；
• READY：处于 Ready 状态的副本个数；
• UP-TO-DATE：已按最新 Pod 模版创建的 Pod 个数；
• AVAILABLE：可用的副本个数；
• NODE SELECTOR：节点选择器，本例中我们没有选择，值为空；
• AGE：创建至今经历的时间。

上面的字段中，除了 NODE SELECTOR 以外，我们已在前面的章节中介绍过。其实 Node Selector 并不是 DaemonSet 对象特有的配置，它是 Pod 模版中用于为 Pod 匹配节点的配置，DaemonSet 控制器使用该 Node Selector 来筛选需要创建副本的节点，如果没有指定，则默认选择全部节点。

接着，查看 DaemonSet 控制器所创建的 Pod 副本信息：

[root@k8s-master]# kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-daemonset-66dbc   1/1     Running   0          5m13s   10.135.3.2   k8s-master   <none>           <none>
nginx-daemonset-akpdg   1/1     Running   0          5m13s   10.135.1.2   k8s-node1   <none>           <none>
nginx-daemonset-l3wnd   1/1     Running   0          5m13s   10.135.2.2   k8s-node2    <none>           <none>

可以看到，在每个节点上均创建了一个副本，是符合预期的。

更新 DaemonSet

下面我们适当的调整下 Pod 部署策略，只希望 Pod 运行在名为 k8s-node 的节点上，这样我们只需要配置 DaemonSet 对象的 spec.template.spec.nodeSelector 来选择节点即可。

在 k8s-node 的节点中存在一个标识节点的 label：

kubernetes.io/hostname: k8s-node1

使用 kubectl edit 命令修改配置的 spec.template.spec.nodeSelector 参数如下：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  ...
spec:
  ...
  template:
    ...
    spec:
      ...
      nodeSelector:
        kubernetes.io/hostname: k8s-node1

然后再次观察 DaemonSet 对象和 Pod 副本：

[root@k8s-master]# kubectl get daemonsets
NAME              DESIRED   CURRENT   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   NODE SELECTOR                        AGE
nginx-daemonset   1         1         1       1            1           kubernetes.io/hostname=k8s-node1   37m
[root@k8s-master]# kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-daemonset-66gk2   1/1     Running   0          10s   10.135.2.3   k8s-node1   <none>           <none>

可以发现 DaemonSet 状态中，NODE SELECTOR 正确地展示了上面的修改，而且需求的 Pod 副本数也变成了 1 个，符合预期。

原来运行的 3 个 Pod 副本减少到 1 个，而且只在我们配置选定的节点（k8s-node1）上运行。

删除 DaemonSet

像其他 Pod 控制器一样，当删除 DaemonSet 对象时，其所管理的 Pod 默认也会被删除，操作如下所示：

[root@k8s-master ~]# kubectl delete daemonsets nginx-daemonset
daemonset.apps "nginx-daemonset" deleted
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
No resources found in default namespace.

其它使用场景

容忍性 Toleration 使用

DaemonSet 还会给这个 Pod 自动加上另外一个与调度相关的字段，叫作 tolerations。这个字段意味着这个 Pod，会“容忍”（Toleration）某些 Node 的“污点”（Taint）。

Toleration 使用 yaml 配置如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-toleration
spec:
  tolerations:
  - key: node.kubernetes.io/unschedulable
    operator: Exists
    effect: NoSchedule

在正常情况下，被标记了 unschedulable“污点”的 Node，是不会有任何 Pod 被调度上去的（effect: NoSchedule）。

可是，DaemonSet 自动地给被管理的 Pod 加上了这个特殊的 Toleration，就使得这些 Pod 可以忽略这个限制，继而保证每个节点上都会被调度一个 Pod。

当然，如果这个节点有故障的话，这个 Pod 可能会启动失败，而 DaemonSet 则会始终尝试下去，直到 Pod 启动成功。

主要作用：

通过这样一个 Toleration，调度器在调度这个 Pod 的时候，就会忽略当前节点上的“污点”，从而成功地将一些组件调度到这台机器上启动起来。

这种机制，正是我们在部署 Kubernetes 集群的时候，能够先部署 Kubernetes 本身、再部署网络插件的根本原因：因为当时我们所创建的 Weave 的 YAML，实际上就是一个 DaemonSet。

节点亲和性 nodeAffinity 使用

正常情况下 DaemonSet Controller 会在创建 Pod 的时候，自动在这个 Pod 的 API 对象里，加上这样一个 nodeAffinity 定义。

在这个 Pod 里，声明了一个 spec.affinity 字段，然后定义了一个 nodeAffinity。其中，spec.affinity 字段，是 Pod 里跟调度相关的一个字段。

nodeAffinity 使用 yaml 配置如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: demo-node-affinity
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: metadata.name
            operator: In
            values:
            - demo-node

以上关键参数含义：

• requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 这个代表 nodeAffinity 必须在每次调度的时候予以考虑，同时，这也意味着可以设置在某些情况下不考虑这个 nodeAffinity；
• 这个 Pod，将来只允许运行在“metadata.name”是“demo-node”的节点上。

总结

DaemonSet 其实就是依靠 nodeAffinity 和 Toleration 实现的。这是一种不需要增加设计结构，而直接使用标签等方式完成的 Daemon 进程。这样的结构非常符合 Kubernetes 的控制器模式，正所谓一切皆对象。

以上就是k8s控制器DaemonSet理解的详细内容，更多关于k8s控制器DaemonSet的资料请关注编程网其它相关文章！