Kubernetes 无状态应用编排

### Kubernetes 无状态应用编排

#### DaemonSet

**DaemonSet 的基本概念**
- **定义**：DaemonSet 是 Kubernetes 中的一种控制器对象，用于确保集群中的每个节点上都运行一个 Pod 副本。当有新节点加入集群时，DaemonSet 会自动在该节点上创建 Pod 副本；当节点从集群中移除时，相应的 Pod 会被自动删除。  
- **特点**：
  - **自动部署到新节点**：当集群中有新的节点加入时，DaemonSet 自动在该节点上运行指定的 Pod 副本。 
  - **支持特定节点**：可以通过节点选择器（NodeSelector）或节点亲和性（NodeAffinity）指定 DaemonSet 仅在某些节点上运行。 
  - **独立管理和更新**：可以独立管理和更新集群中的系统服务，而不影响应用层的服务。

**DaemonSet 的使用场景**
- **系统级守护进程**：例如 `kube-proxy` 和 `calico-node` 等网络插件的节点代理。这些服务需要在每个节点上运行，以确保网络通信的正常。  
- **集群存储守护进程**：例如 Ceph 或 GlusterFS 的节点代理，用于管理分布式存储。 
- **集群日志收集守护进程**：例如 Fluentd 或 Logstash，用于收集节点上的日志并转发到集中式日志存储。 
- **节点监控守护进程**：例如 Prometheus Node Exporter，用于收集节点的系统指标。

**DaemonSet 的工作机制**
- **节点选择**：DaemonSet 的调度器会遍历集群中的所有节点，根据 DaemonSet 的定义和节点的标签、污点等信息来判断哪些节点满足运行 Pod 的条件。这通常是通过节点选择器（Node Selector）、污点与容忍度（Taints and Tolerations）以及亲和性和反亲和性（Affinity 和 Anti-affinity）等机制来实现的。
- **Pod 创建**：一旦调度器找到满足条件的节点，它会根据 DaemonSet 中定义的 Pod 模板来创建 Pod。这些 Pod 会被调度到相应的节点上，并由 kubelet 负责启动和管理。
- **自动扩展**：当新的节点加入集群时，DaemonSet 的调度器会自动检测到这一变化，并在新节点上创建 Pod 副本。同样地，如果某个节点从集群中移除或变得不可调度，DaemonSet 会确保该节点上的 Pod 被删除或迁移到其他节点。
- **更新与滚动升级**：当 DaemonSet 的定义发生变化时（例如更新了 Pod 模板），调度器会负责协调 Pod 的更新过程。这通常涉及到滚动升级机制，即逐步替换旧的 Pod 副本，以确保在升级过程中服务的可用性。

**实践案例：部署 Fluentd 用于日志收集**
1. **创建 DaemonSet 配置文件**：
   ```yaml
   apiVersion: apps/v1
   kind: DaemonSet
   metadata:
     name: fluentd
     namespace: logging
     labels:
       k8s-app: fluentd-logging
   spec:
     selector:
       matchLabels:
         name: fluentd
     template:
       metadata:
         labels:
           name: fluentd
       spec:
         containers:
         - name: fluentd
           image: fluentd:latest
           volumeMounts:
           - name: varlog
             mountPath: /var/log
           - name: varlibdockercontainers
             mountPath: /var/lib/docker/containers
             readOnly: true
         volumes:
         - name: varlog
           hostPath:
             path: /var/log
         - name: varlibdockercontainers
           hostPath:
             path: /var/lib/docker/containers
   ```
2. **部署 DaemonSet**：
   ```sh
   kubectl apply -f fluentd-daemonset.yaml
   ```
3. **查看 DaemonSet 状态**：
   ```sh
   kubectl get daemonsets -n logging
   kubectl get pods -n logging -o wide
   ```

通过以上步骤，你可以成功部署和管理 Fluentd 用于日志收集。DaemonSet 确保每个节点上都运行一个 Fluentd Pod，自动处理节点的加入和移除，确保日志收集的高可用性和一致性。