工作负载概述
工作负载是在Kubernetes上运行的应用程序。无论您的工作负载是单个组件还是协同工作的多个组件，您都可以在Kubernetes上的一组Pod中运行它。在Kubernetes中，工作负载是对一组Pod的抽象模型，用于描述业务的运行载体，包括Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job、CronJob等多种类型。
云容器引擎CCE提供基于Kubernetes原生类型的容器部署和管理能力，支持容器工作负载部署、配置、监控、扩容、升级、卸载、服务发现及负载均衡等生命周期管理。
容器组（Pod）
容器组（Pod）是Kubernetes创建或部署的最小单位。一个Pod封装一个或多个容器（Container）、存储资源（Volume）、一个独立的网络IP以及管理控制容器运行方式的策略选项。
Pod使用主要分为两种方式：
- Pod中运行一个容器。这是Kubernetes最常见的用法，您可以将Pod视为单个封装的容器，但是Kubernetes是直接管理Pod而不是容器。
- Pod中运行多个需要耦合在一起工作、需要共享资源的容器。通常这种场景下应用包含一个主容器和几个辅助容器（SideCar Container），如图1所示，例如主容器为一个web服务器，从一个固定目录下对外提供文件服务，而辅助容器周期性的从外部下载文件存到这个固定目录下。
实际使用中很少直接创建Pod，而是使用Kubernetes中称为Controller的抽象层来管理Pod实例，例如Deployment和Job。Controller可以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和自愈能力。通常，Controller会使用Pod Template来创建相应的Pod。
无状态负载（Deployment）
Pod是Kubernetes创建或部署的最小单位，但是Pod是被设计为相对短暂的一次性实体，Pod可以被驱逐（当节点资源不足时）、随着集群的节点崩溃而消失。Kubernetes提供了Controller（控制器）来管理Pod，Controller可以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和自愈能力，其中最为常用的就是Deployment。
一个Deployment可以包含一个或多个Pod副本，每个Pod副本的角色相同，所以系统会自动为Deployment的多个Pod副本分发请求。
Deployment集成了上线部署、滚动升级、创建副本、恢复上线的功能，在某种程度上，Deployment实现无人值守的上线，大大降低了上线过程的复杂性和操作风险。
有状态负载（StatefulSet）
Deployment控制器下的Pod都有个共同特点，那就是每个Pod除了名称和IP地址不同，其余完全相同。需要的时候，Deployment可以通过Pod模板创建新的Pod；不需要的时候，Deployment就可以删除任意一个Pod。
但是在某些场景下，这并不满足需求，比如有些分布式的场景，要求每个Pod都有自己单独的状态时，比如分布式数据库，每个Pod要求有单独的存储，这时Deployment无法满足业务需求。
分布式有状态应用的特点主要是应用中每个部分的角色不同（即分工不同），比如数据库有主备、Pod之间有依赖，在Kubernetes中部署有状态应用对Pod有如下要求：
- Pod能够被别的Pod找到，要求Pod有固定的标识。
- 每个Pod有单独存储，Pod被删除恢复后，必须读取原来的数据，否则状态就会不一致。
Kubernetes提供了StatefulSet来解决这个问题，其具体如下：
- StatefulSet给每个Pod提供固定名称，Pod名称增加从0-N的固定后缀，Pod重新调度后Pod名称和HostName不变。
- StatefulSet通过Headless Service给每个Pod提供固定的访问域名。
- StatefulSet通过创建固定标识的PVC保证Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据。
图3 StatefulSet
守护进程集（DaemonSet）
DaemonSet（守护进程集）在集群的每个节点上运行一个Pod，且保证只有一个Pod，非常适合一些系统层面的应用，例如日志收集、资源监控等，这类应用需要每个节点都运行，且不需要太多实例，一个比较好的例子就是Kubernetes的kube-proxy。
DaemonSet跟节点相关，如果节点异常，也不会在其他节点重新创建。
普通任务（Job）和定时任务（CronJob）
Job和CronJob是负责批量处理短暂的一次性任务（short lived one-off tasks），即仅执行一次的任务，它保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束。
- Job：是Kubernetes用来控制批处理型任务的资源对象。批处理业务与长期伺服业务（Deployment、StatefulSet）的主要区别是批处理业务的运行有头有尾，而长期伺服业务在用户不停止的情况下永远运行。Job管理的Pod根据用户的设置把任务成功完成就自动退出（Pod自动删除）。
- CronJob：是基于时间的Job，就类似于Linux系统的crontab文件中的一行，在指定的时间周期运行指定的Job。
任务负载的这种用完即停止的特性特别适合一次性任务，比如持续集成。
工作负载类型对比
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对比维度 |
Deployment（无状态负载） |
StatefulSet（有状态负载） |
DaemonSet（守护进程集） |
Job（普通任务） |
CronJob（定时任务） |
|---|---|---|---|---|---|
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核心用途 |
部署无状态应用（如Web服务、API接口） |
部署有状态应用（如分布式数据库、集群中间件） |
部署节点级系统应用（如日志收集、资源监控） |
执行一次性批处理任务（如数据备份、文件转换） |
执行周期性批处理任务（如定时报表生成、日志清理） |
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Pod 标识特性 |
Pod名称后缀随机，无固定标识 |
Pod名称带固定序号（如db-0、db-1） |
Pod名称后缀随机，无固定标识 |
Pod名称随机，任务完成后自动删除 |
Pod名称随机，任务完成后自动删除 |
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网络访问能力 |
依赖Service或Ingress访问 |
依赖Headless Service，每个Pod有固定访问域名（如db-0.service-name.default.svc.cluster.local） |
通常通过节点IP + 固定端口访问，无需Service转发 |
无需长期网络访问，任务内自行处理逻辑 |
同Job，无长期网络访问需求 |
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存储关联逻辑 |
存储数据不绑定Pod，大多使用临时存储或共享存储 |
每个Pod绑定独立PVC（持久化存储声明），Pod重建后仍挂载原PVC，数据不丢失 |
可挂载节点本地存储（如hostPath）或共享存储，随节点生命周期关联 |
临时存储（如emptyDir），任务完成后存储可清理 |
同Job，存储随任务周期清理 |
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副本管理策略 |
支持多副本（1-N），副本无差异，可随意扩缩容、替换 |
副本按序号管理，扩缩容按序号递增 / 递减（如从db-2缩容到db-1），不可随意删除指定序号Pod |
副本数 = 集群节点数（默认每个节点 1 个），节点新增时自动部署，节点删除时Pod随之删除 |
无副本概念，按completions（完成次数）控制任务执行量 |
无副本概念，按时间周期触发Job，每次触发生成新任务Pod |
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自愈与重建逻辑 |
Pod异常（如节点宕机）时，在其他健康节点重建Pod，IP/名称变化 |
Pod异常时，仍在原节点（或健康节点）重建，名称/HostName/PVC不变，状态可恢复 |
Pod异常时，仅在当前节点重建；节点宕机时，Pod不迁移到其他节点 |
任务失败时，按backoffLimit（重试次数）自动重试，直到成功或达到重试上限 |
基于Job的重试逻辑，周期内任务失败时重试，下周期重新触发新任务 |
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生命周期特性 |
长期运行，除非手动删除或扩缩容到0 |
长期运行，需手动删除，存储数据长期保留 |
与节点生命周期绑定，节点存在则Pod运行 |
任务完成（Pod成功退出）后自动停止，Pod可保留或删除 |
按时间周期循环执行，每个周期任务独立，完成后停止 |
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典型应用场景 |
Nginx 服务、Spring Boot 微服务、静态资源服务器 |
MySQL 集群、Elasticsearch 集群、ZooKeeper 集群 |
Fluentd（日志收集）、Prometheus Node Exporter（资源监控） |
数据批量导入（如Excel转数据库）、一次性脚本执行 |
每日定时数据库备份、每小时日志压缩清理、每周报表生成 |
工作负载生命周期说明
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状态 |
说明 |
|---|---|
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运行中 |
所有实例都处于运行中、或实例数为0时显示此状态。 |
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未就绪 |
容器处于异常、负载下实例没有正常运行时显示此状态。 |
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处理中 |
负载没有进入运行状态但也没有报错时显示此状态。 |
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可用 |
当多实例无状态工作负载运行过程中部分实例异常，可用实例不为0，工作负载会处于可用状态。 |
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执行完成 |
任务执行完成，仅普通任务存在该状态。 |
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已停止 |
触发停止操作后，工作负载会处于停止状态，实例数变为0。v1.13之前的版本存在此状态。 |
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删除中 |
触发删除操作后，工作负载会处于删除中状态。 |
