k8s之Labels，Daemonset，Job资源对象

Label（标签）

我们为什么要使用label呢？
当相同类型的资源对象越来越多，为了更好的管理，才按照标签分为一个小组，为的是提升资源的管理效率。

lable是附着到object上（例如pod）的键值对。可以在创建object的时候指定，也可以在object创建后随时指定。Labels的值对系统本身并没有什么含义，只是对用户才有意义。

"labels": {
"key1" : "value1",
"key2" : "value2"
}

语法和字符集

Label key的组成：
* 不得超过63个字符
* 可以使用前缀，使用/分隔，前缀必须是DNS子域，不得超过253个字符，系统中的自动化组件创建的label必须指定前缀，kubernetes.io/ 由kubernetes保留。
* 起始必须是字母（大小写都可以）或数字，中间可以有连字符，下划线和点。

Label value的组成:
不得超过63个字符
起始必须是字母（大小写都可以）或数字，中间可以有连字符，下划线和点。

常用的，多维度标签分类：

版本标签（release）：      stable（稳定版），canary（金丝雀版本），beta（测试版）
环境类（environment）：   dev（开发），qa（测试），production（生产），op（运维）
应用类（applaction）：        ui（设计），as（应用软件），pc（电脑端），sc（网络方面）
架构层（tier）：          frontend（前端），backend（后端），cache（缓存）
分区标签（partition）：        customerA（客户），customerB
品控级别（track）：        daily（每天），weekly（每周）

通过以下例子来实践label：

[root@master yaml]# vim label-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: label-pod
  labels:       #使用labels字段来定义标签，可以一次定义多个标签，这里定义3个标签
    release: stable   #版本：稳定版
    env: qa              #环境：测试
    tier: frontend   #架构类：前端
spec:
  containers:
  - name: testapp
    image: nginx    #部署的是nginx服务
---
kind: Service   #关联一个service资源对象
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:   #使用标签选择器
    release: stable   #只需定义selector字段中的一个标签，字段下的其他标签可全部实现关联。
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 32134

[root@master yaml]# kubectl apply -f  label-pod.yaml 
pod/label-pod created
service/nginx-svc unchanged

//查看所有pod，并且显示标签key:value：
[root@master yaml]# kubectl  get pod --show-labels 
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
label-pod   1/1     Running   0          30m   env=qa,release=stable,tier=frontend

//查看指定pod的key:value：

[root@master yaml]# kubectl  get pod label-pod  --show-labels 
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
label-pod   1/1     Running   0          40m   app=as,env=qa,release=stable,tier=frontend

//只显示标签的value：

[root@master yaml]# kubectl  get pod label-pod -L env,release,tier
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   ENV   RELEASE   TIER
label-pod   1/1     Running   0          41m   qa    stable    frontend

label的其他操作（命令行）：添加，修改，删除标签
//通过命令行的方式添加标签：

[root@master yaml]# kubectl  label  pod label-pod  app=sc
pod/label-pod labeled
[root@master yaml]# kubectl  get pod -L app
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   APP
label-pod   1/1     Running   0          36m   sc

//修改标签：

[root@master yaml]# kubectl  label pod label-pod app=as
error: 'app' already has a value (sc), and --overwrite is false
[root@master yaml]# kubectl  label pod label-pod app=as --overwrite 
pod/label-pod labeled

可以看到想要修改标签，必须加上--overwrite选项进行重写。

//删除标签：

[root@master yaml]# kubectl  label pod label-pod app-
pod/label-pod labeled
[root@master yaml]# kubectl  get pod -L app
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   APP
label-pod   1/1     Running   0          43m                     #可以看到该标签以被删除

//我们测试nginx服务是否能够正常运行：

Label selector

标签选择器：标签的查询过滤条件。
Label不是唯一的，很多object可能有相同的label，通过label selector，客户端/用户可以指定一个object集合，通过label selector对object的集合进行操作

目前kubernetes API支持两种标签选择器：

1）基于等值的关系(matchLables)： “=”，“==”，“!=”
2）基于集合的（matchExpressions）：in（在这个集合中），notin（不在这个集合中），exists（要么存在，要么不存在）

使用标签选择器的操作逻辑：

1）同时指定的多个选择器之间的逻辑关系为“与”操作
2）使用空值的标签选择器，意味着每个资源对象都将被选择。
3）空的标签选择器将无法选出任何资源。
4）在基于集合的选择器中，使用“in”或者“Notin”操作时，其values不强制为非空字符串列表，而使用exists或DostNoteExists，其values值必须为空。

举例：
selector的操作语法如下：

[root@master yaml]# vim selector.yaml
selector:
  matchLabels:      #基于等值关系的
    app: nginx
  matchExpressions:   #基于集合的
    - {key: name,operator:  In,values: [zhangsan,lisi]}   #key，operator，values这三个是固定参数
    - {key: age,operator: Exists,values:}     #如果指定了Exists，其values值必须为空。

Daemonset

1）什么是Daemonset？
Daemonset 确保集群中的每个node上运行一个pod，且只能运行一个pod。当有node加入集群时，也会为它们新增一个pod。当有node从集群移除时，这些pod也会 被回收。当删除Daemonset时将会删除它创建的所有pod。

2）编写Daemonset需要注意的点：
Daemonset不支持replicas字段，除此之外，与Deployment，RS等资源的写法相同。

3）Daemonset一般的使用场景：

• 常用于每个节点的日志收集工作。
• 监控每个节点的运行状态。

实践Daemonset：

[root@master yaml]# vim daemonset.yaml
kind: DaemonSet
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx-ds
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: qa
        env: dev
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-dsvc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: qa
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30003

[root@master yaml]# kubectl apply -f daemonset.yaml 
daemonset.extensions/nginx-ds created
service/nginx-dsvc created

//查看pod的分布情况：

[root@master yaml]# kubectl  get pod -o wide
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-ds-dh529   1/1     Running   0          76s   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
nginx-ds-xz4d8   1/1     Running   0          76s   10.244.1.3   node01   <none>           <none>

我集群中只有2个节点，可以看到通过Daemonset实现了每个node上都运行一个pod副本。

JOB资源对象

与之前的服务类容器不同，之前的资源对象是持续提供服务。job负责批量处理短暂的一次性任务，即仅执行一次的任务，它保证批量处理任务的一个或多个pod成功结束。

1，kubernetes支持以下几种job：

* 非并行job：通常创建一个pod直至其成功结束。
* 固定结束次数的job：设置spec.completions,创建多个pod，直到.spec.completions个pod成功结束。
* 带有工作队列的并行job：设置.spec.Parallelism但不设置.spec.completions,当所有pod结束并且至少一个成功时，job就认为是成功。

2，Job Controller
Job Controller负责根据Job Spec创建pod，并持续监控pod的状态，直至其成功结束，如果失败，则根据restartPolicy（只支持OnFailure和Never，不支持Always）决定是否创建新的pod再次重试任务。

通过以下例子来实践Job：
//创建一个job资源对象：

kind: Job
apiVersion: batch/v1
metadata:
  name: test-job
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: job
    spec:
      containers:
      - name: job
        image: busybox
        command: ["echo","hello job!"]
      restartPolicy: Never

[root@master yaml]# kubectl apply -f  job.yaml 
job.batch/test-job created

如果在生产环境中忘记了字段用法，可以通过kubectl explain 命令工具来提供帮助。

//查看该pod资源对象的状态：
[root@master yaml]# kubectl  get pod  test-job-dcv6g 
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
test-job-dcv6g   0/1     Completed   0          2m8s

我们可以看到job与其他资源对象不同，仅执行一次性任务，默认pod借宿运行后job即结束，状态为Completed。

//通过查看该pod的日志来确保任务是否完成：

[root@master yaml]# kubectl  logs  test-job-dcv6g 
hello job!

任务完成后，如果没有其他要求，我们可以删除该job：

[root@master yaml]# kubectl  delete  jobs.batch test-job 
job.batch "test-job" deleted

2，提高job执行效率的方法
通过在yaml文件中定义字段来实现：

kind: Job
apiVersion: batch/v1
metadata:
  name: test-job
spec:      #通过spec下的这两个字段来优化
  parallelism: 2    #同时运行2个pod
  completions: 8    #运行pod的总数量8个
  template:
    metadata:
      labels:
        app: job
    spec:
      containers:
      - name: job
        image: busybox
        command: ["echo","hello job!"]
      restartPolicy: Never

job 字段解释：

completions：标志Job结束需要成功运行的Pod个数，默认为1
parallelism：标志并行运行的Pod的个数，默认为1
activeDeadlineSeconds：标志失败Pod的重试最大时间，超过这个时间不会继续重试.

//重新运行job后，查看pod状态：

[root@master yaml]# kubectl  get pod 
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
test-job-28ww5   0/1     Completed   0          50s
test-job-5wt95   0/1     Completed   0          46s
test-job-6s4p6   0/1     Completed   0          44s
test-job-8s2v7   0/1     Completed   0          50s
test-job-bt4ch   0/1     Completed   0          45s
test-job-bzjz6   0/1     Completed   0          48s
test-job-fhnvc   0/1     Completed   0          44s
test-job-kfn9l   0/1     Completed   0          48s

[root@master yaml]# kubectl  logs test-job-28ww5 
hello job!

可以看到pod总数为8个，且并行2个，时间会有些许差别，但不大。

3，定时运行job任务：
相当我们在linux中crontab计划任务。

[root@master yaml]# vim cronjob.yaml
kind: CronJob       #类型为CronJob
apiVersion: batch/v1beta1
metadata:    
  name: cronjob
spec:            #使用spec.schedule字段来定义计划job任务
  schedule: "*/1 * * * *"      #指定每分钟执行一次任务，格式同linux中的crontab（分，时，日，月，周）
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: cronjob
            image: busybox
            command: ["echo","hello job!"]
          restartPolicy: OnFailure    #仅在pod失败时才重启

//执行yaml文件后监控pod的状态：

[root@master yaml]# kubectl  apply -f  cronjob.yaml 
cronjob.batch/cronjob created

可以看到它会每个一分钟执行一次job任务，每执行一次就会生成一个pod。
查看日志，验证任务是否执行：

[root@master ~]# kubectl logs  cronjob-1577505180-4ss84 
hello job!
[root@master ~]# kubectl logs  cronjob-1577505240-d5gf8 
hello job!

扩展: 添加apiVersion
1）查看当前kubernetes集群中对应的API版本：

[root@master ~]# kubectl  api-versions 
admissionregistration.k8s.io/v1beta1
apiextensions.k8s.io/v1beta1
apiregistration.k8s.io/v1
apiregistration.k8s.io/v1beta1
apps/v1
apps/v1beta1
apps/v1beta2
authentication.k8s.io/v1
authentication.k8s.io/v1beta1
authorization.k8s.io/v1
authorization.k8s.io/v1beta1
autoscaling/v1
autoscaling/v2beta1
autoscaling/v2beta2
batch/v1
batch/v1beta1
certificates.k8s.io/v1beta1
coordination.k8s.io/v1
coordination.k8s.io/v1beta1
events.k8s.io/v1beta1
extensions/v1beta1
networking.k8s.io/v1
networking.k8s.io/v1beta1
node.k8s.io/v1beta1
policy/v1beta1
rbac.authorization.k8s.io/v1
rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
scheduling.k8s.io/v1
scheduling.k8s.io/v1beta1
storage.k8s.io/v1
storage.k8s.io/v1beta1
v1

查看发现并没有开发版本，全是测试版本。
添加api版本：

[root@master ~]# cd /etc/kubernetes/manifests/
[root@master manifests]# ll
total 16
-rw------- 1 root root 1900 Nov  4 16:32 etcd.yaml
-rw------- 1 root root 2602 Nov  4 16:32 kube-apiserver.yaml
-rw------- 1 root root 2486 Nov  4 16:32 kube-controller-manager.yaml
-rw------- 1 root root  990 Nov  4 16:32 kube-scheduler.yaml
[root@master manifests]# vim kube-apiserver.yaml 

在该字段下，参照对应的格式进行添加对应的版本，以上添加的是batch开发版本。

//重启kubelet，重新加载：
[root@master manifests]# systemctl restart kubelet.service

//再次查看api版本时，就可以查看到开发版本：