news 2026/6/11 2:08:42

k8s（11） Pod 控制器，服务发现与存储管理

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张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
k8s（11） Pod 控制器，服务发现与存储管理

Kubernetes 核心知识点总结

一、Pod 控制器（Workload）

控制器是管理 Pod 的中间层，通过Label Selector​ 关联 Pod，确保 Pod 始终符合预期状态，并支持扩缩容、滚动更新等运维能力。

控制器类型总览

控制器

核心功能

适用场景

关键特性

ReplicaSet​

维持指定数量的 Pod 副本

基础副本控制

Deployment 的底层实现

Deployment​

管理无状态应用

Web 服务、API 服务

滚动更新、回滚、声明式配置

StatefulSet​

管理有状态应用

MySQL / Redis / ES

稳定网络标识、独立 PVC、有序扩缩容

DaemonSet​

每个节点运行一个 Pod

日志采集、监控 Agent、网络插件

节点变化时自动调度/清理

Job​

一次性任务

数据迁移、批处理

任务完成即退出，支持重试

CronJob​

周期性任务

定时备份、报表

基于 Linux crontab 调度

核心控制器对比

特性

Deployment

StatefulSet

DaemonSet

Job / CronJob

应用类型

无状态

有状态

守护进程

短期任务

网络标识

随机 Pod 名

固定 Pod 名

无固定

无

存储

共享存储

每个 Pod 独立 PVC

节点本地 / 共享

临时 / 共享

扩缩容

无序

0→N-1 / N-1→0

与节点数同步

无副本概念

典型命令

kubectl rollout status deploy <name>

kubectl scale sts <name> --replicas=5

kubectl get ds

kubectl logs <job-pod>

其他重要资源

资源

功能

使用方式

ConfigMap​

存储非加密配置

1️⃣ 挂载为 Volume（支持热更新）
2️⃣ 注入为环境变量（不支持热更新）

Ingress​

L7 负载均衡

对外暴露 HTTP / HTTPS 服务

二、Service 服务发现（5 种模式）

Service 类型总表

类型

别名

核心特点

是否分配 ClusterIP

典型使用场景

ClusterIP​

集群内部 Service

仅集群内可访问

✅ 是

内部微服务

NodePort​

节点端口

每个节点开放固定端口

✅ 是

开发测试、临时访问

LoadBalancer​

云负载均衡

对接云厂商 LB

✅ 是

公网服务暴露

ExternalName​

外部服务映射

DNS CNAME 无代理

❌ 否

访问集群外服务

Headless Service​

无头 Service

不分配 ClusterIP

❌ 否

有状态应用、Pod 直连

1. ClusterIP（默认）

特点

  • 分配 ClusterIP

  • 仅集群内部访问

  • kube-proxy 转发流量

适用场景

✅ 微服务内部调用

✅ 前端 → 后端 API

✅ 不对外暴露的服务

yaml

yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: user-service spec: type: ClusterIP selector: app: user ports: - port: 80 targetPort: 8080

📌生产环境最常用

2. NodePort

特点

  • 每个 Node 开放固定端口（30000–32767）

  • <NodeIP>:<NodePort>访问

适用场景

✅ 开发 / 测试

✅ 无云 LB 的裸机集群

yaml

yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: web-nodeport spec: type: NodePort selector: app: web ports: - port: 80 targetPort: 80 nodePort: 30080

⚠️不建议生产环境直接暴露

3. LoadBalancer

特点

  • 自动对接云厂商 LB

  • 提供公网 IP

适用场景

✅ 公有云生产环境

✅ 对外 API / 官网

yaml

yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: public-api spec: type: LoadBalancer selector: app: api ports: - port: 80 targetPort: 8080

📌云环境首选

4. ExternalName

特点

  • 不做代理

  • 返回 CNAME DNS

适用场景

✅ 访问外部数据库

✅ 第三方 API

✅ 平滑迁移旧系统

yaml

yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: mysql-external spec: type: ExternalName externalName: mysql.xxx.com

访问：

bash

bash

mysql.external.default.svc.cluster.local

📌DNS 层服务发现

5. Headless Service

特点

  • clusterIP: None

  • 直接返回 Pod IP

适用场景

✅ StatefulSet

✅ 数据库 / 中间件

✅ Pod 直连

yaml

yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: mysql-headless spec: clusterIP: None selector: app: mysql ports: - port: 3306

DNS：

text

text

mysql-0.mysql-headless.default.svc.cluster.local

📌StatefulSet 必备

Service 模式对比总结

模式

对外访问

内部访问

Pod 直连

典型场景

ClusterIP

❌

✅

❌

内部微服务

NodePort

✅

✅

❌

测试 / 临时

LoadBalancer

✅

✅

❌

公网服务

ExternalName

✅

✅

❌

外部服务

Headless

❌

✅

✅

有状态应用

三、存储管理

基础存储卷类型

存储卷

持久化能力

共享范围

适用场景

缺点

emptyDir

❌ Pod 删除即丢失

Pod 内

临时缓存

生命周期短

hostPath

✅ 节点本地

单节点

节点调试

节点故障丢失

NFS

✅ 服务端存储

跨节点

生产共享

依赖 NFS

PV / PVC

组件

说明

PV​

集群级存储资源

PVC​

用户对存储的请求

StorageClass​

动态 PV 模板

PV 状态流转

纯文本

纯文本

Available → Bound → Released → Failed

PV 访问模式

模式

说明

RWO

单节点读写

ROX

多节点只读

RWX

多节点读写

RWOP

单 Pod 读写

静态 PV vs 动态 PV

维度

静态 PV

动态 PV

创建方式

手动

自动

运维复杂度

高

低

适用场景

固定需求

弹性需求

四、实战示例速查

1. Deployment

yaml

yaml

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deploy spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.25 ports: - containerPort: 80

2. StatefulSet（含 Headless Service）

yaml

yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: mysql-svc spec: clusterIP: None selector: app: mysql --- apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: mysql spec: serviceName: mysql-svc replicas: 3 selector: matchLabels: app: mysql template: metadata: labels: app: mysql spec: containers: - name: mysql image: mysql:8.0 volumeMounts: - name: mysql-data mountPath: /var/lib/mysql volumeClaimTemplates: - metadata: name: mysql-data spec: accessModes: ["ReadWriteOnce"] resources: requests: storage: 10Gi

3. 动态 PV（NFS）

yaml

yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: nfs-sc provisioner: nfs-subdir-external-provisioner parameters: archiveOnDelete: "false" --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: test-pvc spec: accessModes: ["ReadWriteMany"] storageClassName: nfs-sc resources: requests: storage: 5Gi

五、常用运维命令

操作

命令

查看控制器

kubectl get deploy,sts,ds,job,cronjob

查看存储

kubectl get pv,pvc,sc

Deployment 回滚

kubectl rollout undo deploy/<name>

更新历史

kubectl rollout history deploy/<name>

进入 Pod

kubectl exec -it <pod> -- /bin/sh

查看详情

kubectl describe <resource> <name>

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