1. 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 glusterdceph 的一个副本。
  • 在每个 Node 上运行日志收集 daemon,例如fluentdlogstash
  • 在每个 Node 上运行监控 daemon,例如 Prometheus Node Exportercollectd、Datadog 代理、New Relic 代理,或 Ganglia gmond

一个简单的用法是,在所有的 Node 上都运行一个 DaemonSet 的 Pod,将被作为某种类型的 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。

1.1. DaemonSet API 版本对照表

Kubernetes 版本 Deployment 版本
v1.5-v1.6 extensions/v1beta1
v1.7-v1.15 apps/v1beta1
v1.8-v1.15 apps/v1beta2
v1.9+ apps/v1

1.2. DaemonSet Spec

1.2.1. template

.spec.template: 是唯一必需的字段

.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 apiVersionkind 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 AlwaysRestartPolicy,或者未指定它的值,默认是 Always

1.2.2. Selector

.spec.selector 字段表示 Pod Selector,它与 Job 或其它资源的 .spec.selector 的原理是相同的。 表示一个对象,它由如下两个字段组成:

  • matchLabels - 与 ReplicationController.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。

1.2.3. nodeSelector

如果指定了 .spec.template.spec.nodeSelector,DaemonSet Controller 将在能够匹配上 Node Selector 的 Node 上创建 Pod。 类似这种情况,可以指定 .spec.template.spec.affinity,然后 DaemonSet Controller 将在能够匹配上 Node Affinity 的 Node 上创建 Pod。 如果根本就没有指定,则 DaemonSet Controller 将在所有 Node 上创建 Pod。

2. 扩展阅读

2.1.1. 如何调度 Daemon Pod

正常情况下,Pod 运行在哪个机器上是由 Kubernetes 调度器进行选择的。然而,由 Daemon Controller 创建的 Pod 已经确定了在哪个机器上(Pod 创建时指定了 .spec.nodeName),因此:

  • DaemonSet Controller 并不关心一个 Node 的 unschedulable 字段。
  • DaemonSet Controller 可以创建 Pod,即使调度器还没有被启动,这对集群启动是非常有帮助的。

Daemon Pod 关心 Taint 和 Toleration,它们会为没有指定 tolerationSecondsnode.alpha.kubernetes.io/notReadynode.alpha.kubernetes.io/unreachable 的 Taint,而创建具有 NoExecute 的 Toleration。这确保了当 alpha 特性的 TaintBasedEvictions 被启用,当 Node 出现故障,比如网络分区,这时它们将不会被清除掉(当 TaintBasedEvictions 特性没有启用,在这些场景下也不会被清除,但会因为 NodeController 的硬编码行为而被清除,Toleration 是不会的)。

2.1.2. 与 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)

2.1.3. 更新 DaemonSet

如果修改了 Node Label,DaemonSet 将立刻向新匹配上的 Node 添加 Pod,同时删除新近无法匹配上的 Node 上的 Pod。

可以修改 DaemonSet 创建的 Pod。然而,不允许对 Pod 的所有字段进行更新。当下次 Node(即使具有相同的名称)被创建时,DaemonSet Controller 还会使用最初的模板。

可以删除一个 DaemonSet。如果使用 kubectl 并指定 --cascade=false 选项,则 Pod 将被保留在 Node 上。然后可以创建具有不同模板的新 DaemonSet。具有不同模板的新 DaemonSet 将鞥能够通过 Label 匹配识别所有已经存在的 Pod。它不会修改或删除它们,即使是错误匹配了 Pod 模板。通过删除 Pod 或者 删除 Node,可以强制创建新的 Pod。

在 Kubernetes 1.6 或以后版本,可以在 DaemonSet 上 执行滚动升级

2.2. 示例

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: logging
        id: fluentd
      name: fluentd
    spec:
      containers:
      - name: fluentd-es
        image: gcr.io/google_containers/fluentd-elasticsearch:1.3
        env:
         - name: FLUENTD_ARGS
           value: -qq
        volumeMounts:
         - name: containers
           mountPath: /var/lib/docker/containers
         - name: varlog
           mountPath: /varlog
      volumes:
         - hostPath:
             path: /var/lib/docker/containers
           name: containers
         - hostPath:
             path: /var/log
           name: varlog

2.3. 扩展阅读

2.3.1. 指定Node节点

DaemonSet会忽略Node的unschedulable状态,有两种方式来指定Pod只运行在指定的Node节点上:

nodeSelector:只调度到匹配指定label的Node上 nodeAffinity:功能更丰富的Node选择器,比如支持集合操作 podAffinity:调度到满足条件的Pod所在的Node上 nodeSelector示例 首先给Node打上标签

kubectl label nodes node-01 disktype=ssd

然后在daemonset中指定nodeSelector为disktype=ssd:

spec: nodeSelector: disktype: ssd nodeAffinity示例 nodeAffinity目前支持两种:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution和preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution,分别代表必须满足条件和优选条件。比如下面的例子代表调度到包含标签kubernetes.io/e2e-az-name并且值为e2e-az1或e2e-az2的Node上,并且优选还带有标签another-node-label-key=another-node-label-value的Node。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinity
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/e2e-az-name
            operator: In
            values:
            - e2e-az1
            - e2e-az2
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: another-node-label-key
            operator: In
            values:
            - another-node-label-value
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: gcr.io/google_containers/pause:2.0

podAffinity示例 podAffinity基于Pod的标签来选择Node,仅调度到满足条件Pod所在的Node上,支持podAffinity和podAntiAffinity。这个功能比较绕,以下面的例子为例:

如果一个“Node所在Zone中包含至少一个带有security=S1标签且运行中的Pod”,那么可以调度到该Node 不调度到“包含至少一个带有security=S2标签且运行中Pod”的Node上

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-pod-affinity
spec:
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: security
            operator: In
            values:
            - S1
        topologyKey: failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 100
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: security
              operator: In
              values:
              - S2
          topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: gcr.io/google_containers/pause:2.0

2.4. 参考

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