[云原生专题-31]：K8S - 核心概念 - 大规模pods编排工具：工作负载(workloads)资源及其八大特性

Posted 2022-02-18 文火冰糖的硅基工坊

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目录

前言：

第1章 什么是工作负载(work load)

1.1 官方链接

1.2 什么是工作负载(workloads)

1.3 工作负载的作用

第2章 工作负载的种类

2.1 K8S内置的工作负载资源

2.2 自定义负载资源

第3章 工作负载资源的重要特征

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前言：

pods是强耦合关系的容器的集合，也是K8S管理微服务的最基本的单元。pods只能在管理自身，当系统有大量pods时，特别同一个pod有多分实例时，无法实现多pods的统筹管理，为此，K8S在pods的基础之上，对服务资源进行了进一步的抽象，抽象为负载workloads。

第1章 什么是工作负载(work load)

1.1 官方链接

工作负载 | Kuberneteshttps://kubernetes.io/zh/docs/concepts/workloads/

1.2 什么是工作负载(workloads)

在 Kubernetes 中，Pod 代表的是集群上处于运行状态的一组 容器。

而工作负载是在 Kubernetes 上运行的应用程序，是一组相关pods的集合。可以是功能pods实例的重复，也可以是不同pods的组合。它能够动态管理某一个workloads下的所有的pods的状态。

1.3 工作负载的作用

Kubernetes Pods 有确定的生命周期。 例如，当某 Pod 在你的集群中运行时，Pod 运行所在的 节点 出现致命错误时， 所有该节点上的 Pods 都会失败。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 来恢复应用。

不过，为了让用户的日子略微好过一些，为了不需要人工监控和管理每个 Pod。 K8S引入了负载资源 （workloads resource）来帮助或替代用户管理一组Pods。 这些负载资源，能够任劳任怨地实时监控和管理指派给它的pods，并能够确保合适类型的、处于运行状态的 Pod 的个数是正确的，其状态与你所期望的是相一致，如果出现异常，它会自动修复异常。

第2章 工作负载的种类

2.1 K8S内置的工作负载资源

由于应用程序千差万别，不同的应用程序有不同的运行时的特性，为此，K8S对应用程序的特性就行了总结与抽象，抽象出如下几种类型的负载，不同类型的负载，其监控、管理、运行、恢复的方式有所不同。Kubernetes 提供若干种内置的工作负载资源：

• Deployment 和 ReplicaSet （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，并且在需要的时候可以随时被换掉。
• 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 Pods。 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 Pods。这些 Pods 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，则控制面会为该 DaemonSet 调度一个 Pod 到该新节点上运行。
• Job 和 CronJob。 定义一些一直运行到结束并停止的任务。Job 用来表达的是一次性的任务，而 CronJob 会根据其时间规划反复运行。

2.2 自定义负载资源

在庞大的 Kubernetes 生态系统中，应用程序的种类非常庞大，你还可以找到一些提供额外操作的第三方 工作负载资源。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 Pods，但要求所有 Pods 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。

K8S提供了自定义资源CRD的机制，给用户自己定义所需要资源特性。

第3章 工作负载资源的重要特征

正是因为工作负载资源的出现，才是的K8S具备了集群管理的很多特性，或者说集群管理的很多重要特性才得以实现与落地。这些特性包括：

（1）多副本能力

同一个pods，可是生成多个副本实例，不同的副本可以运行在不同的节点上。

（2）动态的扩容与缩容能力

根据根据需要，增加或减少pods的副本数量，不同的副本部署在不同的节点上。

（3）故障发生后服务的自愈能力

支持容器故障后自动重启、健康状态检查失败后关闭容器并重新创建等自我修复机制。

（4）故障发生后服务的自动迁移的能力

节点故障后重新调度容器到其他可用节点。工作负载具备了简单的调度功能。

（5）滚动更新的能力

Kubernetes支持“灰度”更新应用程序或其配置信息，它会监控更新过程中应用程序的健康状态，以确保不会在同一时刻杀掉所有实例，而此过程中一旦有故障发生，它会立即自动执行回滚操作。

（6）版本自动回退的能力

（7）垃圾收集机制/能力

负责在 对象的 属主资源 被删除时在集群中清理这些对象。

（8）Time-to-Live 控制器 

负责在 Job 结束之后的指定时间间隔之后删除它们。

上述的能力，都是由工作负载来实现与实施的。工作负载在K8S中占据着重要的位置。

如下是dashboard的工作负载的界面:

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