Replication Controller

Replication Controller(RC)是 Kubernetes 系统中核心概念之一，当我们定义了一个 RC 并提交到 Kubernetes 集群中以后，Master 节点上的 Controller Manager 组件就得到通知，定期检查系统中存活的 Pod,并确保目标 Pod 实例的数量刚好等于 RC 的预期值，如果有过多或过少的 Pod 运行，系统就会停掉或创建一些 Pod.此外我们也可以通过修改 RC 的副本数量，来实现 Pod 的动态缩放功能。

kubectl scale rc nginx --replicas=5

由于 Replication Controller 与 Kubernetes 代码中的模块 Replication Controller 同名， 所以在 Kubernetes v1.2 时， 它就升级成了另外一个新的概念 Replica Sets,官方解释为下一代的 RC，它与 RC 区别是:Replica Sets 支援基于集合的 Label selector,而 RC 只支持基于等式的 Label Selector。
我们很少单独使用 Replica Set,它主要被 Deployment 这 个更高层面的资源对象所使用，从而形成一整套 Pod 创建、删除、更新的编排机制。最好不要越过 RC 直接创建 Pod， 因为 Replication Controller 会通过 RC 管理 Pod 副本，实现自动创建、补足、替换、删除 Pod 副本，这样就能提高应用的容灾能力，减少由于节点崩溃等意外状况造成的损失。即使应用程序只有一个 Pod 副本，也强烈建议使用 RC 来 定义 Pod。

Replica Set

ReplicaSet 跟 ReplicationController 没有本质的不同，只是名字不一样，并且 ReplicaSet 支持集合式的 selector（ReplicationController 仅支持等式）。
Kubernetes 官方强烈建议避免直接使用 ReplicaSet，而应该通过 Deployment 来创建 RS 和 Pod。由于 ReplicaSet 是 ReplicationController 的代替物，因此用法基本相同，唯一的区别在于 ReplicaSet 支持集合式的 selector。

Deployment

Deployment 是 Kubenetes v1.2 引入的新概念，引入的目的是为了更好的解决 Pod 的编排问题，Deployment 内部使用了 Replica Set 来实现。Deployment 的定义与 Replica Set 的定义很类似，除了 API 声明与 Kind 类型有所区别：

apiVersion: extensions/v1beta1 
kind: Deployment 
metadata: 
name: frontend 
spec: 
replicas: 1 
selector: 
matchLabels: 
tier: frontend matchExpressions: 
  - {key: tier, operator: In, values: [frontend]} 
template: 
metadata: 
labels: 
app: app-demo 
tier: frontend 
spec: 
containers:
- name: tomcat-demo 
  image: tomcat 
  ports: 
    - containerPort: 8080

Horizontal Pod Autoscaler

Horizontal Pod Autoscal(Pod 横向扩容 简称 HPA)与 RC、Deployment 一样，也属于一种 Kubernetes 资源对象。通过追踪分析 RC 控制的所有目标 Pod 的负载变化情况，来确定是否需要针对性地调整目标 Pod 的副本数，这是 HPA 的 实现原理。
Kubernetes 对 Pod 扩容与缩容提供了手动和自动两种模式，手动模式通过 kubectl scale 命令对一个 Deployment/RC 进行 Pod 副本数量的设置。自动模式则需要用户根据某个性能指标或者自定义业务指标，并指定 Pod 副本数量的范围，系统将自动在这个范围内根据性能指标的变化进行调整。

（1）手动扩容和缩容

kubectl scale deployment frontend --replicas 1

（2）自动扩容和缩容

HPA 控制器基本 Master 的 kube-controller-manager 服务启动参数 —horizontal-pod- autoscaler-sync-period 定义的时长(默认值为 30s),周期性地监测 Pod 的 CPU 使用率， 并在满足条件时对 RC 或 Deployment 中的 Pod 副 本数量进行调整，以符合用户定义的平均 Pod CPU 使用率。

apiVersion: extensions/v1beta1 
kind: Deployment 
metadata:
name: nginx-deployment 
spec: replicas: 1 
template: metadata: 
name: nginx 
labels: app: nginx 
spec: containers: 
- name: nginx 
  image: nginx 
  resources: 
    requests: 
      cpu: 50m 
  ports: 
    - containerPort: 80 
-------------------------------
apiVersion: v1 
kind: Service metadata: 
name: nginx-svc spec: 
ports: - port: 80 selector: 
app: nginx 
----------------------------------- 
apiVersion: autoscaling/v1 
kind: HorizontalPodAutoscaler metadata: 
name: nginx-hpa spec: 
scaleTargetRef: apiVersion: app/v1beta1 kind: Deployment 
name: nginx-deployment 
minReplicas: 1
maxReplicas: 10 
targetCPUUtilizationPercentage: 50