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

news2024/12/23 13:46:52

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：

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

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

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
在这里插入图片描述
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

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

[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？

[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

[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

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

[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

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