工作负载

理解 Kubernetes 中可部署的最小计算对象 Pod 以及辅助 Pod 运行的上层抽象。

工作负载是在 Kubernetes 上运行的应用程序。

在 Kubernetes 中,无论你的负载是由单个组件还是由多个一同工作的组件构成, 你都可以在一组 Pod 中运行它。 在 Kubernetes 中,Pod 代表的是集群上处于运行状态的一组 容器的集合。

Kubernetes Pod 遵循预定义的生命周期。 例如,当在你的集群中运行了某个 Pod,但是 Pod 所在的 节点 出现致命错误时, 所有该节点上的 Pod 的状态都会变成失败。Kubernetes 将这类失败视为最终状态: 即使该节点后来恢复正常运行,你也需要创建新的 Pod 以恢复应用。

不过,为了减轻用户的使用负担,通常不需要用户直接管理每个 Pod。 而是使用负载资源来替用户管理一组 Pod。 这些负载资源通过配置 控制器 来确保正确类型的、处于运行状态的 Pod 个数是正确的,与用户所指定的状态相一致。

Kubernetes 提供若干种内置的工作负载资源:

  • DeploymentReplicaSet (替换原来的资源 ReplicationController)。 Deployment 很适合用来管理你的集群上的无状态应用,Deployment 中的所有 Pod 都是相互等价的,并且在需要的时候被替换。
  • StatefulSet 让你能够运行一个或者多个以某种方式跟踪应用状态的 Pod。 例如,如果你的负载会将数据作持久存储,你可以运行一个 StatefulSet,将每个 Pod 与某个 PersistentVolume 对应起来。你在 StatefulSet 中各个 Pod 内运行的代码可以将数据复制到同一 StatefulSet 中的其它 Pod 中以提高整体的服务可靠性。

  • DaemonSet 定义提供节点本地支撑设施的 Pod。这些 Pod 可能对于你的集群的运维是 非常重要的,例如作为网络链接的辅助工具或者作为网络 插件 的一部分等等。每次你向集群中添加一个新节点时,如果该节点与某 DaemonSet 的规约匹配,则控制平面会为该 DaemonSet 调度一个 Pod 到该新节点上运行。

  • JobCronJob。 定义一些一直运行到结束并停止的任务。 你可以使用 Job 来定义只需要执行一次并且执行后即视为完成的任务。你可以使用 CronJob 来根据某个排期表来多次运行同一个 Job。

在庞大的 Kubernetes 生态系统中,你还可以找到一些提供额外操作的第三方工作负载相关的资源。 通过使用定制资源定义(CRD), 你可以添加第三方工作负载资源,以完成原本不是 Kubernetes 核心功能的工作。 例如,如果你希望运行一组 Pod,但要求所有 Pod 都可用时才执行操作 (比如针对某种高吞吐量的分布式任务),你可以基于定制资源实现一个能够满足这一需求的扩展, 并将其安装到集群中运行。

接下来

除了阅读了解每类资源外,你还可以了解与这些资源相关的任务:

要了解 Kubernetes 将代码与配置分离的实现机制,可参阅配置节。

关于 Kubernetes 如何为应用管理 Pod,还有两个支撑概念能够提供相关背景信息:

  • 垃圾收集机制负责在 对象的属主资源被删除时在集群中清理这些对象。
  • Time-to-Live 控制器会在 Job 结束之后的指定时间间隔之后删除它们。

一旦你的应用处于运行状态,你就可能想要以 Service 的形式使之可在互联网上访问;或者对于 Web 应用而言,使用 Ingress 资源将其暴露到互联网上。


Pod
工作负载管理
自动扩缩工作负载

通过自动扩缩,你可以用某种方式自动更新你的工作负载。在面对资源需求变化的时候可以使你的集群更灵活、更高效。