Kubernetes 深入浅出系列 | 容器编排与作业调度之Deployment

概述

Kubernetes 中，Deployment 控制器是用于管理应用程序生命周期的核心对象。Deployment 通过管理 ReplicaSet 来间接控制 Pod，确保在任何时刻都能维持指定数量的 Pod 副本。这种间接管理使得 Deployment 功能比 ReplicaSet 更加强大，可以支持如滚动更新、回滚等。

Deployment 的主要功能包括：

自动部署和滚动更新：支持对应用的无缝更新，保证在更新过程中系统的高可用性。
回滚：允许用户回退到之前的版本，确保在部署过程中出现问题时可以迅速恢复。
自愈能力：自动检测和修复 Pod 的故障，确保指定数量的 Pod 始终运行。
版本控制：Deployment 能够跟踪应用的历史版本，便于管理和查看不同版本的差异。

Deployment 的资源清单：

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1  # 版本号 
kind: Deployment  # 类型 
metadata:  # 元数据 
  name: nginx-deployment  # Deployment名称 
  namespace: default  # 所属命名空间 
  labels:  # 标签 
    controller: deploy 
spec:  # 详情描述 
  replicas: 3  # 副本数量 
  revisionHistoryLimit: 3  # 保留历史版本，默认为10 
  paused: false  # 暂停部署，默认是false 
  progressDeadlineSeconds: 600  # 部署超时时间（秒），默认是600 
  strategy:  # 策略 
    type: RollingUpdate  # 滚动更新策略 
    rollingUpdate:  # 滚动更新设置 
      maxSurge: 30%  # 最大额外可以存在的副本数，可以为百分比，也可以为整数 
      maxUnavailable: 30%  # 最大不可用状态的 Pod 的最大值，可以为百分比，也可以为整数 
  selector:  # 选择器，通过它指定该控制器管理哪些 Pod 
    matchLabels:  # Labels匹配规则 
      app: nginx-pod 
    matchExpressions:  # Expressions匹配规则 
      - {key: app, operator: In, values: [nginx-pod]} 
  template:  # 模板，当副本数量不足时，会根据下面的模板创建 Pod 副本 
    metadata: 
      labels: 
        app: nginx-pod 
    spec: 
      containers: 
      - name: nginx 
        image: nginx:1.15 # 镜像版本可以根据需要调整，确保是有效的版本
        ports: 
        - containerPort: 80  # 对外暴露的端口号

Deployment 的更新原理

触发更新的条件 ：仅当 Deployment 的 Pod 模板（spec.template）发生变化时（例如容器镜像更新、标签变更等），才会触发更新操作。其他变动，如扩缩容操作，并不会导致更新触发(创建新的 ReplicaSet)。
更新过程：
1. 创建新的 ReplicaSet：当 Deployment 的模板发生变化时，Kubernetes 会创建一个新的 ReplicaSet。
2. 准备就绪后替换旧 ReplicaSet ：新的 ReplicaSet 准备就绪后，Kubernetes 会逐步替换旧的 ReplicaSet，但不会立即删除它。旧的 ReplicaSet 会根据 revisionHistoryLimit 的设置保留指定数量的版本，以便进行回滚操作。

此机制确保了应用更新时的平滑过渡，不会影响系统的稳定性。

实验

bash 复制代码

kubectl create deployment nginx --image=nginx --dry-run=client -o yaml>nginx.yaml

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.15
        name: nginx

kubectl expose deployment nginx --target-port=80 --port=80 --type=NodePort

浏览器访问地址加端口

nginx版本1.15.12

滚动升级：

Kubectl edit deployment nginx

kubectl set image deployment/web web=nginx:1.18 --record 可以保留记录，回滚时方便识别

更新后,有两个rs

bash 复制代码

[root@k8s-master ~]# kubectl get rs 
NAME               DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-54f8f9f495   3         3         3       22m
nginx-6f68f97d6b   0         0         0       3h19m

bash 复制代码

[root@k8s-master ~]# kubectl describe rs nginx-54f8f9f495 |grep -A 5 Event
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  25m   replicaset-controller  Created pod: nginx-54f8f9f495-jnbv2
  Normal  SuccessfulCreate  25m   replicaset-controller  Created pod: nginx-54f8f9f495-g9ttt
  Normal  SuccessfulCreate  25m   replicaset-controller  Created pod: nginx-54f8f9f495-cc4vf
[root@k8s-master ~]# kubectl describe rs nginx-6f68f97d6b |grep -A 5 Event
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulDelete  26m   replicaset-controller  Deleted pod: nginx-6f68f97d6b-t2h4x
  Normal  SuccessfulDelete  26m   replicaset-controller  Deleted pod: nginx-6f68f97d6b-6rnc4
  Normal  SuccessfulDelete  26m   replicaset-controller  Deleted pod: nginx-6f68f97d6b-52qsq

可以看到旧的rs删除了三个pod,新的rs创建了三个pod。

Describe nginx看看是为什么？

bash 复制代码

[root@k8s-master ~]# kubectl describe deploy  nginx  |grep -A 10 Event
Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  29m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-54f8f9f495 to 1
  Normal  ScalingReplicaSet  28m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-6f68f97d6b to 2 from 3
  Normal  ScalingReplicaSet  28m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-54f8f9f495 to 2 from 1
  Normal  ScalingReplicaSet  28m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-6f68f97d6b to 1 from 2
  Normal  ScalingReplicaSet  28m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-54f8f9f495 to 3 from 2
  Normal  ScalingReplicaSet  28m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-6f68f97d6b to 0 from 1

结果发现两个rs交替删除创建，使得deployment滚动更新

回滚：

rs保留了镜像版本

查看历史版本

bash 复制代码

[root@k8s-master ~]# kubectl rollout history deployment nginx
deployment.apps/nginx 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>。 #1.15
2         <none>。#当前版本1.16

回滚到上个版本：

kubectl rollout undo deployment nginx

回滚后可以看到1.15版本的rs创建了3个pod

bash 复制代码

[root@k8s-master ~]# kubectl get rs
NAME               DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-54f8f9f495   0         0         0       57m
nginx-6f68f97d6b   3         3         3       3h55m

bash 复制代码

[root@k8s-master ~]# kubectl describe rs nginx-6f68f97d6b |grep  -A 10 Event
Events:
  Type    Reason            Age    From                   Message
  ----    ------            ----   ----                   -------
  Normal  SuccessfulDelete  60m    replicaset-controller  Deleted pod: nginx-6f68f97d6b-t2h4x
  Normal  SuccessfulDelete  60m    replicaset-controller  Deleted pod: nginx-6f68f97d6b-6rnc4
  Normal  SuccessfulDelete  59m    replicaset-controller  Deleted pod: nginx-6f68f97d6b-52qsq
  Normal  SuccessfulCreate  4m29s  replicaset-controller  Created pod: nginx-6f68f97d6b-k95xz
  Normal  SuccessfulCreate  4m28s  replicaset-controller  Created pod: nginx-6f68f97d6b-mdgtw
  Normal  SuccessfulCreate  4m27s  replicaset-controller  Created pod: nginx-6f68f97d6b-dzfpn

回滚其实用的很少，一般都是直接改镜像，重新apply，一些厂商也是直接调接口"apply"镜像就好

Kubernetes 深入浅出系列 | 容器编排与作业调度之Deployment

目录

概述

Deployment 的更新原理

实验