DaemonSet

2020-12-18 | 阅读：次

一、什么是DaemonSet？

DaemonSet 确保全部（或者一些）Node 上运行一个 Pod 的副本。当有 Node 加入集群时，也会为他们新增一个 Pod 。当有 Node 从集群移除时，这些 Pod 也会被回收。删除 DaemonSet 将会删除它创建的所有 Pod。

使用 DaemonSet 的一些典型用法：

运行集群存储 daemon，例如在每个 Node 上运行 glusterd、ceph。
在每个 Node 上运行日志收集 daemon，例如fluentd、logstash。
在每个 Node 上运行监控 daemon，例如 Prometheus Node Exporter、collectd、Datadog 代理、New Relic 代理，或 Ganglia gmond。

一个简单的用法是，在所有的 Node 上都存在一个 DaemonSet，将被作为每种类型的 daemon 使用。一个稍微复杂的用法可能是，对单独的每种类型的 daemon 使用多个 DaemonSet，但具有不同的标志，和/或对不同硬件类型具有不同的内存、CPU要求。

二、编写DaemonSet Spec

（1）必需字段

和其它所有 Kubernetes 配置一样，DaemonSet 需要 apiVersion、kind 和 metadata字段。

[root@k8s-master ~]# kubectl explain daemonset
KIND:     DaemonSet
VERSION:  extensions/v1beta1

DESCRIPTION:
     DEPRECATED - This group version of DaemonSet is deprecated by
     apps/v1beta2/DaemonSet. See the release notes for more information.
     DaemonSet represents the configuration of a daemon set.

FIELDS:
   apiVersion    <string>
     APIVersion defines the versioned schema of this representation of an
     object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal
     value, and may reject unrecognized values. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#resources

   kind    <string>
     Kind is a string value representing the REST resource this object
     represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits
     requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds

   metadata    <Object>
     Standard object's metadata. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#metadata

   spec    <Object>
     The desired behavior of this daemon set. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status

   status    <Object>
     The current status of this daemon set. This data may be out of date by some
     window of time. Populated by the system. Read-only. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status

（2）Pod模板

.spec 唯一必需的字段是 .spec.template。

.spec.template 是一个 Pod 模板。它与 Pod 具有相同的 schema，除了它是嵌套的，而且不具有 apiVersion 或 kind 字段。

Pod 除了必须字段外，在 DaemonSet 中的 Pod 模板必须指定合理的标签（查看 pod selector）。

在 DaemonSet 中的 Pod 模板必需具有一个值为 Always 的 RestartPolicy，或者未指定它的值，默认是 Always。

[root@k8s-master ~]# kubectl explain daemonset.spec.template.spec

（3）Pod Seletor

.spec.selector 字段表示 Pod Selector，它与 Job 或其它资源的 .sper.selector 的原理是相同的。

spec.selector 表示一个对象，它由如下两个字段组成：

matchLabels - 与 ReplicationController 的 .spec.selector 的原理相同。
matchExpressions - 允许构建更加复杂的 Selector，可以通过指定 key、value 列表，以及与 key 和 value 列表的相关的操作符。

当上述两个字段都指定时，结果表示的是 AND 关系。

如果指定了 .spec.selector，必须与 .spec.template.metadata.labels 相匹配。如果没有指定，它们默认是等价的。如果与它们配置的不匹配，则会被 API 拒绝。

如果 Pod 的 label 与 selector 匹配，或者直接基于其它的 DaemonSet、或者 Controller（例如 ReplicationController），也不可以创建任何 Pod。否则 DaemonSet Controller 将认为那些 Pod 是它创建的。Kubernetes 不会阻止这样做。一个场景是，可能希望在一个具有不同值的、用来测试用的 Node 上手动创建 Pod。

（4）Daemon Pod通信

与 DaemonSet 中的 Pod 进行通信，几种可能的模式如下：

Push：配置 DaemonSet 中的 Pod 向其它 Service 发送更新，例如统计数据库。它们没有客户端。
NodeIP 和已知端口：DaemonSet 中的 Pod 可以使用 hostPort，从而可以通过 Node IP 访问到 Pod。客户端能通过某种方法知道 Node IP 列表，并且基于此也可以知道端口。
DNS：创建具有相同 Pod Selector 的 Headless Service，然后通过使用 endpoints 资源或从 DNS 检索到多个 A 记录来发现 DaemonSet。
Service：创建具有相同 Pod Selector 的 Service，并使用该 Service 访问到某个随机 Node 上的 daemon。（没有办法访问到特定 Node）

三、创建redis-filebeat的DaemonSet演示

（1）编辑daemonSet的yaml文件
可以在同一个yaml文件中定义多个资源，这里将redis和filebeat定在一个文件当中

[root@k8s-master mainfests]# vim ds-demo.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
      role: logstor
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: logstor
    spec:
      containers:
      - name: redis
        image: redis:4.0-alpine
        ports:
        - name: redis
          containerPort: 6379
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: filebeat-ds
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: filebeat
      release: stable
  template:
    metadata:
      labels: 
        app: filebeat
        release: stable
    spec:
      containers:
      - name: filebeat
        image: ikubernetes/filebeat:5.6.5-alpine
        env:
        - name: REDIS_HOST
          value: redis.default.svc.cluster.local
        - name: REDIS_LOG_LEVEL
          value: info

（2）创建pods                
[root@k8s-master mainfests]# kubectl apply -f ds-demo.yaml
deployment.apps/redis created
daemonset.apps/filebeat-ds created

（3）暴露端口
[root@k8s-master mainfests]# kubectl expose deployment redis --port=6379
service/redis exposed
[root@k8s-master mainfests]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        16d
myapp        NodePort    10.106.67.242    <none>        80:32432/TCP   13d
nginx        ClusterIP   10.106.162.254   <none>        80/TCP         14d
redis        ClusterIP   10.107.163.143   <none>        6379/TCP       4s

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
filebeat-ds-rpp9p        1/1       Running   0          5m
filebeat-ds-vwx7d        1/1       Running   0          5m
pod-demo                 2/2       Running   6          5d
redis-5b5d6fbbbd-v82pw   1/1       Running   0          36s

（4）测试redis是否收到日志
[root@k8s-master mainfests]# kubectl exec -it redis-5b5d6fbbbd-v82pw -- /bin/sh
/data # netstat -tnl
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       
tcp        0      0 0.0.0.0:6379            0.0.0.0:*               LISTEN      
tcp        0      0 :::6379                 :::*                    LISTEN      

/data # nslookup redis.default.svc.cluster.local
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve

Name:      redis.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.107.163.143 redis.default.svc.cluster.local

/data # redis-cli -h redis.default.svc.cluster.local
redis.default.svc.cluster.local:6379> KEYS *　　#由于redis在filebeat后面才启动，日志可能已经发走了，所以查看key为空
(empty list or set)

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
filebeat-ds-rpp9p        1/1       Running   0          14m
filebeat-ds-vwx7d        1/1       Running   0          14m
pod-demo                 2/2       Running   6          5d
redis-5b5d6fbbbd-v82pw   1/1       Running   0          9m
[root@k8s-master mainfests]# kubectl exec -it filebeat-ds-rpp9p -- /bin/sh
/ # cat /etc/filebeat/filebeat.yml 
filebeat.registry_file: /var/log/containers/filebeat_registry
filebeat.idle_timeout: 5s
filebeat.spool_size: 2048

logging.level: info

filebeat.prospectors:
- input_type: log
  paths:
    - "/var/log/containers/*.log"
    - "/var/log/docker/containers/*.log"
    - "/var/log/startupscript.log"
    - "/var/log/kubelet.log"
    - "/var/log/kube-proxy.log"
    - "/var/log/kube-apiserver.log"
    - "/var/log/kube-controller-manager.log"
    - "/var/log/kube-scheduler.log"
    - "/var/log/rescheduler.log"
    - "/var/log/glbc.log"
    - "/var/log/cluster-autoscaler.log"
  symlinks: true
  json.message_key: log
  json.keys_under_root: true
  json.add_error_key: true
  multiline.pattern: '^\s'
  multiline.match: after
  document_type: kube-logs
  tail_files: true
  fields_under_root: true

output.redis:
  hosts: ${REDIS_HOST:?No Redis host configured. Use env var REDIS_HOST to set host.}
  key: "filebeat"

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -l app=filebeat -o wide
NAME                READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
filebeat-ds-rpp9p   1/1       Running   0          16m       10.244.2.12   k8s-node02
filebeat-ds-vwx7d   1/1       Running   0          16m       10.244.1.15   k8s-node01

四、DaemonSet的滚动更新

DaemonSet有两种更新策略类型：

OnDelete：这是向后兼容性的默认更新策略。使用 OnDelete更新策略，在更新DaemonSet模板后，只有在手动删除旧的DaemonSet pod时才会创建新的DaemonSet pod。这与Kubernetes 1.5或更早版本中DaemonSet的行为相同。
RollingUpdate：使用RollingUpdate更新策略，在更新DaemonSet模板后，旧的DaemonSet pod将被终止，并且将以受控方式自动创建新的DaemonSet pod。

要启用DaemonSet的滚动更新功能，必须将其设置 .spec.updateStrategy.type为RollingUpdate

（1）查看当前的更新策略：

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get ds/filebeat-ds -o go-template='\n'
RollingUpdate

（2）更新DaemonSet模板

对RollingUpdateDaemonSet的任何更新都.spec.template将触发滚动更新。这可以通过几个不同的kubectl命令来完成。

声明式命令方式：

如果使用配置文件进行更新DaemonSet，可以使用kubectl apply：

kubectl apply -f ds-demo.yaml

补丁式命令方式：

kubectl edit ds/filebeat-ds

kubectl patch ds/filebeat-ds -p=<strategic-merge-patch>

仅仅更新容器镜像还可以使用以下命令：

kubectl set image ds/<daemonset-name> <container-name>=<container-new-image>

下面对filebeat-ds的镜像进行版本更新，如下：

[root@k8s-master mainfests]# kubectl set image daemonsets filebeat-ds filebeat=ikubernetes/filebeat:5.6.6-alpine
daemonset.extensions/filebeat-ds image updated

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -w　　#观察滚动更新状态
NAME                     READY     STATUS        RESTARTS   AGE
filebeat-ds-rpp9p        1/1       Running       0          27m
filebeat-ds-vwx7d        0/1       Terminating   0          27m
pod-demo                 2/2       Running       6          5d
redis-5b5d6fbbbd-v82pw   1/1       Running       0          23m
filebeat-ds-vwx7d   0/1       Terminating   0         27m
filebeat-ds-vwx7d   0/1       Terminating   0         27m
filebeat-ds-s466l   0/1       Pending   0         0s
filebeat-ds-s466l   0/1       ContainerCreating   0         0s
filebeat-ds-s466l   1/1       Running   0         13s
filebeat-ds-rpp9p   1/1       Terminating   0         28m
filebeat-ds-rpp9p   0/1       Terminating   0         28m
filebeat-ds-rpp9p   0/1       Terminating   0         28m
filebeat-ds-rpp9p   0/1       Terminating   0         28m
filebeat-ds-hxgdx   0/1       Pending   0         0s
filebeat-ds-hxgdx   0/1       ContainerCreating   0         0s
filebeat-ds-hxgdx   1/1       Running   0         28s

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
filebeat-ds-hxgdx        1/1       Running   0          2m
filebeat-ds-s466l        1/1       Running   0          2m
pod-demo                 2/2       Running   6          5d
redis-5b5d6fbbbd-v82pw   1/1       Running   0          25m

从上面的滚动更新，可以看到在更新过程中，是先终止旧的pod，再创建一个新的pod，逐步进行替换的，这就是DaemonSet的滚动更新策略！