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：

DaemonSet Pod 默认容忍的污点

污点键	Effect
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

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。

DaemonSet 与其他控制器对比

控制器类型	主要特性	适用场景
DaemonSet	每节点一个 Pod，节点覆盖	系统级守护进程
Deployment	指定副本数，高可用与分担	无状态服务
StaticPod	kubelet 直接管理，配置简单	特殊场景、功能有限
Job/CronJob	一次性/定时任务	批处理、定时任务

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。