DaemonSet

DaemonSet 概述

DaemonSet 是 Kubernetes 中的一种控制器，它确保在集群中的每个（或特定）节点上运行一个 Pod 副本。当有新节点加入集群时，DaemonSet 会自动在新节点上创建 Pod；当节点从集群中移除时，对应的 Pod 也会被回收。删除 DaemonSet 时，它创建的所有 Pod 都会被删除。

典型使用场景

DaemonSet 适用于需要在每个节点上运行系统级服务的场景：

• 存储服务：在每个节点上运行分布式存储守护进程，如 glusterd、ceph
• 日志收集：在每个节点上运行日志收集代理，如 fluentd、filebeat、logstash
• 监控代理：在每个节点上运行监控组件，如 Prometheus Node Exporter、collectd、Datadog Agent、New Relic Agent
• 网络组件：运行网络插件或代理，如 CNI 网络插件

DaemonSet 配置规范

基本结构

与其他 Kubernetes 资源一样，DaemonSet 需要包含以下必需字段：

• apiVersion：API 版本
• kind：资源类型
• metadata：元数据信息
• spec：规格定义

Pod 模板配置

.spec.template 是 DaemonSet 的核心配置，定义了要创建的 Pod 模板：

• Pod 模板与标准 Pod 规范相同，但不需要 apiVersion 和 kind 字段
• 必须指定适当的标签以便选择器匹配
• RestartPolicy 必须设置为 Always（默认值）

Pod 选择器

.spec.selector 用于选择管理的 Pod，支持两种匹配方式：

• matchLabels：简单的标签匹配
• matchExpressions：复杂的表达式匹配

选择器必须与 Pod 模板的标签匹配，否则 API 会拒绝创建。

节点选择

可以通过以下方式限制 Pod 运行的节点：

• nodeSelector：基于节点标签选择
• nodeAffinity：更灵活的节点亲和性规则
• tolerations：容忍节点污点

如果未指定任何节点选择条件，DaemonSet 将在所有节点上创建 Pod。

调度机制

DaemonSet 的调度机制与普通 Pod 不同：

• 预定调度：Pod 创建时已指定目标节点（.spec.nodeName）
• 绕过调度器：不依赖 Kubernetes 调度器
• 容忍不可调度：忽略节点的 unschedulable 状态
• 集群启动友好：可在调度器启动前创建 Pod

污点和容忍

DaemonSet Pod 自动添加以下容忍配置：

• node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute
• node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute
• node.kubernetes.io/disk-pressure:NoSchedule
• node.kubernetes.io/memory-pressure:NoSchedule
• node.kubernetes.io/unschedulable:NoSchedule

通信模式

与 DaemonSet 中的 Pod 通信有以下几种模式：

Push 模式

Pod 主动向外部服务推送数据，如将监控指标推送到监控系统。

NodeIP + 固定端口

使用 hostNetwork: true 或 hostPort，通过节点 IP 和固定端口访问服务。

DNS 发现

创建 Headless Service，通过 DNS 查询获取所有 Pod 的 IP 地址。

Service 负载均衡

创建普通 Service，随机访问某个节点上的 Pod（无法指定特定节点）。

更新和维护

滚动更新

Kubernetes 1.6+ 支持 DaemonSet 滚动更新：

spec:
    updateStrategy:
        type: RollingUpdate
        rollingUpdate:
            maxUnavailable: 1

更新触发条件

以下情况会触发 DaemonSet 更新：

• 修改 Pod 模板规范
• 更改节点标签（影响节点选择）
• 修改选择器规则

手动管理

可以通过 --cascade=orphan 选项删除 DaemonSet 但保留 Pod，便于后续手动管理。

最佳实践

资源限制

为 DaemonSet Pod 设置适当的资源请求和限制：

resources:
    requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
    limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

安全上下文

根据需要配置安全上下文，特别是需要访问主机资源时：

securityContext:
    privileged: true
    hostNetwork: true
    hostPID: true

健康检查

配置适当的存活探针和就绪探针：

livenessProbe:
    httpGet:
        path: /health
        port: 8080
    initialDelaySeconds: 30
readinessProbe:
    httpGet:
        path: /ready
        port: 8080
    initialDelaySeconds: 5

与其他控制器的比较

vs Deployment/ReplicaSet

• DaemonSet：每个节点一个 Pod，关注节点覆盖
• Deployment：指定副本数量，关注高可用和负载分担

vs StaticPod

• DaemonSet：通过 API Server 管理，支持标准 Kubernetes 操作
• StaticPod：由 kubelet 直接管理，配置简单但功能有限

vs Job/CronJob

• DaemonSet：长期运行的守护进程
• Job：一次性任务或定时任务

选择合适的控制器类型对于构建稳定、高效的 Kubernetes 应用至关重要。DaemonSet 特别适合需要在每个节点上运行系统级服务的场景。