在Kubernetes叢集中，工作負載（Workload）是指在叢集上啟動並執行各種應用程式和服務執行個體。您可以對工作負載進行部署、擴充、更新和恢複，以確保Pod的穩定性和服務的連續性。本文介紹多種不同的工作負載情境，包括無狀態應用Deployment、有狀態應用StatefulSet、守護進程DaemonSet、任務Job、批處理任務CronJob等。
Pod（容器組）
Pod是Kubernetes中的最小部署單元，它封裝了一個或多個容器（Container），以及共用儲存（Volume）、網路和配置資訊。在實際使用情境中，我們很少直接建立Pod，而是通過Controller來管理Pod，例如Deployment和StatefulSet等。
無狀態負載（Deployment）和有狀態應用（StatefulSet）
Deployment
在Kubernetes中，最初是通過ReplicaSet Controller指定Pod的副本數量（Replica）、標籤選取器（LabelSelector）和Pod模板。後續由Deployment Controller通過管理ReplicaSet間接管理一組Pod，進一步增強了控制和管理能力。
Deployment適用於對資料持久化和請求順序不敏感的情境，例如Web伺服器、微服務架構服務等。
典型情境 | 情境描述 |
無狀態Web服務 | 前端Web服務，這類服務時常需要彈性地處理不同時期的訪問量。Deployment Controller支援水平擴充、升級和復原。 |
微服務架構服務 | 多微服務的系統需要分別部署各個服務，每個服務都有獨立的生命週期和擴充需求。Deployment Controller支援獨立管理每個微服務的部署。 |
StatefulSet
在Deployment中，每個Pod都是獨立且無狀態的，不存在相互依賴關係。但在某些情境中，Deployment控制器並不能滿足需求，例如在分散式資料庫情境中，Pod之間存在狀態資訊和依賴關係，例如主備模式。這種情況下，使用StatefulSet能夠更有效地管理有狀態且互相關聯的Pod。
StatefulSet適用於需要持久化儲存和有序部署執行個體的情境，例如資料庫、分布式儲存系統等。
典型情境 | 情境描述 |
有狀態資料庫 | 有狀態資料庫通常需要持久化儲存，並且希望在Pod重新調度後能夠保留相同的網路標識和資料。例如，MySQL資料庫中的每個執行個體都有具體的資料和配置，重啟時也需要保持原狀。 |
分布式訊息佇列服務 | 分布式訊息佇列依賴於叢集中每個節點的有序狀態和持久化日誌。例如，Apache Kafka需要每個Broker節點的資料高度一致，並且要求日誌儲存在持久卷中以防止資料丟失。 |
Deployment和StatefulSet的區別
您可以根據Deployment和StatefulSet的區別進行選型。
對比項 | Deployment | StatefulSet |
適用情境 | 面向無狀態應用，例如Web伺服器、API服務等。適用於需要快速擴充和變換的情境。 | 面向有狀態應用，例如資料庫、Distributed File System等。適用於需要穩定持久化儲存和有序部署的情境。 |
持久化儲存 | 所有副本Pod共用一個持久化儲存聲明，當Pod重新調度或被更新時會重新掛載相同的PVC，繼續訪問相同的資料。 | 每個Pod擁有獨立持久化儲存卷聲明和固定命名，確保資料持久性和一致性。當Pod重啟或重新調度時持久化儲存保持不變。 |
網路標識 | Pod沒有固定標識，Pod名和Pod IP地址是動態產生的。每次重建之後它們都會發生變化。 | Pod擁有固定標識其格式為 |
更新策略 |
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服務發現 | 使用不同類型的Service實現服務發現，同時對Pod入口流量進行負載平衡，詳情請參見Service管理。 | 每個Pod有一個唯一的固定DNS名稱，可以通過StatefulSet管理的Headless Service來進行穩定的服務發現，使得可以直接存取到每個Pod。 |
守護進程集（DaemonSet）
DaemonSet支援在叢集的每個節點上運行一個副本的Pod，用於部署需要在每個節點上都啟動並執行後台服務或監控進程，例如日誌收集、資源監控、網路外掛程式等。當節點加入或移出叢集時，DaemonSet會自動建立或刪除相應的Pod。
DaemonSet適用於確保同一類型的守護進程在Kubernetes叢集中的每個節點上運行。
典型情境 | 情境描述 |
日誌收集 | DaemonSet適合用於日誌收集工具，例如ACK叢集中安裝的日誌採集組件。這些工具通常需要在每個節點上運行，能夠收集和處理節點上的所有記錄檔，並將其轉寄到集中式的日誌管理系統。 |
監控代理 | 在每個節點部署監控代理如Prometheus的Node Exporter或Datadog Agent，收集資源使用指標，從而保障叢集節點的狀態與效能即時監控。 |
普通任務（Job）和定時任務（CronJob）
在Kubernetes中，Job和CronJob是分別用於運行一次性任務和定期任務的Controller，用於處理無需持續啟動並執行工作負載，例如批處理任務、資料處理作業等。
Job是一種用於控制一批處理任務的控制器。當任務完成後，這些Pod將自動終止，適用於資料處理、備份等一次性任務的情境。
CronJob是一種用於管理Job的控制器，它通過Cron運算式定義調度時間，支援複雜的分、小時、日、月和周組合，適用於週期性任務，如定時備份資料庫和定期清理記錄檔。
管理工作負載對象
在ACK中，您可以使用API、命令列工具（如kubectl）和控制台來管理工作負載，從而高效地部署、監控和擴充應用服務。
控制台
您可以通過Container Service管理主控台高效、便捷地、白屏化地建立、管理和監控工作負載。以下是各類工作負載的控制台管理操作。
命令列
您可以擷取叢集KubeConfig並通過kubectl工具串連叢集，與叢集進行互動，執行各類管理工作，如應用部署、資源管理和叢集監控等。
API
您可以通過OpenAPI來建立、更新、刪除以及監控工作負載等。詳細資料，請參見使用Kubernetes API。
常見問題
如果您在使用工作負載時遇到問題，請參見工作負載FAQ進行排查。
相關文檔
工作負載的配置推薦，請參見工作負載推薦配置。
如何?Pod的自動擴充，請參見Auto Scaling。
瞭解Pod不同調度方式，請參見調度。
如何訪問應用服務，實現服務發現和負載平衡，請參見Service管理。
外部流量如何訪問叢集內部的服務，請參見Ingress管理。
如何保障Pod資料的持久性，請參見儲存基礎知識。
如何在ACK叢集中實現免密拉取容器鏡像，請參見從ACR免密拉取鏡像。
如何在ACK叢集中實現跨域拉取海外源容器鏡像，請參見使用GA實現ACK跨域加速拉取容器鏡像。