资源元信息

K8s资源对象

• spec：期望的状态
• status：观察到的状态
• Metadata
  • labels：用来识别资源的标签
  • Annotations：用来描述资源的注解
  • ownerReference：用来描述多个资源之间相互关系

labels

• 标识型的key：Value元数据
• 作用
  • 用于筛选资源
  • 唯一的组合资源的方法

selector

• 可以使用selector来查询
  • 类似于SQL：select * where...

• 相等型selector
  • tie=front，env=dev

•  集合型selector：
  • env in (test, gray)
  • tie not in (front, back)
  • release, !release
• 逗号相当于逻辑与

annotation

• key：Value
• 作用
  • 存储资源的非标识性信息
  • 扩展资源的spec/status
• 特点：
  • 一般比label更大
  • 可以包含特殊字符
  • 可以结构化也可以非结构化

ownereference

• owner，所有者即资源类资源
  • pod的集合：replicaset， statefulset
• 集合类资源的控制器创建了资源
  • replicaset控制器创建的pod的ownereference指向自己
• 作用
  • 方便反向查找创建资源的对象
  • 方便进行级联删除

控制器模式

控制循环

• 各组件独立运行
• 根据反馈不断控制器调整是的系统终态趋近status->spec

sensor

• reflector : 通过list & watch k8s 的 api server来获取资源的数据
  • list在controller重启和中断的时候对系统资源数据进行全量更新
  • watch ：在list之间进行增量更新
  • 获取数据后会将信息本身和时间类型塞进delta queue
• delta queue可以保证同一个对象仅有一条记录
• informer从delta queue中去delta数据
  • 把事件交给事件回调函数处理
  • 把对象交给indexer
• indexer把资源记录在缓存中
  • 缓存默认使用明明空间做索引
  • 默认可以被多个controller使用

controller

• 事件处理函数
  • 监听informer中资源的新增，更新，删除事件。并根据控制器的逻辑决定是否需要处理
  • 对于需要处理的事件，会将事件关联资源的命名空间以及名字塞入工作队列中
  • 工作队列会对处理的事件去重
• worker池
  • 从工作队列取一条消息处理
  • 通过资源的名字来重新获得资源最新的数据，用来创建或者更新资源对象。
  • 处理失败会重新加入工作队列中

控制循环例子-扩容

• replicaset是用来描述无状态应用扩所容状态的资源

• replicaset controller通过监听replicaset来维持应用期望的数量 

• replicaset 通过 selector 获取所有关联的pod

• 这里replicaset 从2改为3。过程如下

1. reflector 会 watch 到 replicaset 和 pod（后面讲为什么） 都变化了

2. 发现RS变化了，就向delta queue塞入了对象是rsA，事件是Updated

3. informer把资源存入缓存中，以nsA为缩影

4. informer同时还调用onUpdate的回调函数

5. RS controller发现变化了，就会将nsA/rsA字符串写入工作队列中

6.  一个worker取到了这个字符串，

7. worker从缓存中取到了最新的资源数据。对比后发现要扩容

8. worker新建了一个pod3，其ownerefence指向rsA

9. reflector watch到了pod的新增事件。在delta queue中添加了 Added 的记录

10.  informer一方面通过indexer将新的记录存入缓存， 另一方面调用onAdd回调

11. onAdd回调通过检查ownererence找到了对应的replicaset，然后将消息写入工作队列中

12. worker从工作队列中取到消息

13. worker从缓存中取到了RS所有的pod

14. worker更新rsA的RS为3

两种API设计方式

命令式API（和孩子交流）：

• 吃饭
• 刷牙
• 睡觉
• 新扩充一个pod
• 删除一个pod

问题：

• 错误处理 !
• 命令没有响应
  • 反复尝试
  • 需要记录当前的操作-复杂
• 多重试了怎么办？
  • 巡检做修正 - 额外工作、危险
• 多方并发怎么办？
  • 需要加锁-复杂、低效

声明式API（和员工交流）

• 稳定性达到99.99%
• DAU达到200W
• 副本数量保持在3个

优点：

• 天然地记录了状态
• 幂等操作，可在任意时刻反复操作
• 正常操作即巡检
• 可合并多个变更

控制器模式总结

•  由声明式的API驱动-k8s资源控制器监控资源，控制器
• 异步的逐渐将系统向期望状态转化
• 使得系统取向自动化和无人值守化
• 资源和控制器都是可以自定义的。对于由状态资源，可以使用自定义operator来实现运维自动化
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