DaemonSet

DaemonSet 控制器为 Kubernetes 提供了节点级系统服务的自动化部署能力，是集群可观测性与基础设施运维的关键保障。

DaemonSet 概述

DaemonSet 是 Kubernetes 中的一种控制器，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。常见用例如下：

• 存储服务：如在每个节点上运行分布式存储守护进程（glusterd、ceph）
• 日志收集：如 fluentd、filebeat、logstash 等日志代理
• 监控代理：如 Prometheus Node Exporter 、collectd、Datadog Agent、New Relic Agent
• 网络组件：如 CNI 网络插件或网络代理

DaemonSet 配置规范

DaemonSet 资源定义包含必需字段和可选字段，合理配置可满足不同节点管理需求。

基本结构

• 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
• 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 matchLabels 和 matchExpressions 两种方式。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

如果未指定节点选择条件，DaemonSet 默认在所有节点上创建 Pod。

调度机制

DaemonSet 的调度机制与普通 Pod 不同，具备如下特点：

• 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 kube-scheduler
• 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：

通信模式

DaemonSet Pod 的通信模式多样，常见方式如下：

• Push 模式：Pod 主动向外部服务推送数据（如监控指标）
• NodeIP + 固定端口：通过 hostNetwork: true 或 hostPort，结合节点 IP 和端口访问服务
• DNS 发现：通过 Headless Service 进行 DNS 查询，获取所有 Pod 的 IP
• Service 负载均衡：通过普通 Service 随机访问某节点上的 Pod（无法指定特定节点）

更新和维护

DaemonSet 支持多种更新与维护策略，便于系统级服务的平滑升级。

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

• 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"
  

• 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
  

• 配置存活探针和就绪探针，提升服务可用性：

  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

下表对比了 DaemonSet 与其他常见控制器的适用场景和特性。

总结

DaemonSet 控制器为 Kubernetes 提供了节点级服务的自动化部署能力，适用于日志收集、监控、网络等系统级场景。合理配置和管理 DaemonSet，有助于提升集群的可观测性、可维护性和基础设施弹性。