Deployment(Deploy)

为了更好的解决服务编排的问题，kubernetes 在V1.2版本开始，引入了 Deployment控制器。值得一提的是，这种控制器并不直接管理pod，而是通过管理ReplicaSet来间接管理Pod，即：Deployment管理ReplicaSet，ReplicaSet管理Pod。所以Deployment比ReplicaSet功能更加强大

Deployment主要功能有下面几个：

  • 支持ReplicaSet的所有功能
  • 支持发布的停止、继续
  • 支持滚动升级和回滚版本

Deployment的资源清单文件：

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apiVersion: apps/v1 # 版本号
kind: Deployment # 类型
metadata: # 元数据
  name: # rs名称
  namespace: # 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
  paused: false # 暂停部署，默认是false
  progressDeadlineSeconds: 600 # 部署超时时间（s），默认是600
  strategy: # 策略
    type: RollingUpdate # 滚动更新策略
    rollingUpdate: # 滚动更新
      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:1.17.1
        ports:
        - containerPort: 80

创建deployment

创建pc-deployment.yaml，内容如下：

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: pc-deployment
  namespace: dev
spec: 
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.17.1
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# 创建deployment，--record=true这个是记录版本的选项不加也可以，加上是为了给之后的版本回退演示做铺垫
[root@master ~]# kubectl create -f pc-deployment.yaml --record=true
deployment.apps/pc-deployment created

# 查看deployment
# UP-TO-DATE 最新版本的pod的数量
# AVAILABLE  当前可用的pod的数量
[root@master ~]# kubectl get deploy pc-deployment -n dev -o wide
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES         SELECTOR
pc-deployment   3/3     3            3           5m26s   nginx        nginx:1.17.1   app=nginx-pod

# 查看rs
# 发现rs的名称是在原来deployment的名字后面添加了一个10位数的随机串
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9   3         3         3       5m46s

# 查看pod
# 发现pod的名称是又在rs的名字后面添加了一个的随机串，这就间接表明了deployment是通过管理rs来管理pod的
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-6fd9w   1/1     Running   0          6m15s
pc-deployment-5d89bdfbf9-b4g97   1/1     Running   0          6m15s
pc-deployment-5d89bdfbf9-pvn8m   1/1     Running   0          6m15s

扩缩容

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# 编辑deployment的副本数量，修改spec:replicas: 4即可
[root@master ~]# kubectl edit deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment edited

# 查看deployment
[root@master ~]# kubectl get deploy pc-deployment -n dev
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
pc-deployment   4/4     4            4           9m

# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-6fd9w   1/1     Running   0          9m46s
pc-deployment-5d89bdfbf9-b4g97   1/1     Running   0          9m46s
pc-deployment-5d89bdfbf9-j87kp   1/1     Running   0          12s
pc-deployment-5d89bdfbf9-pvn8m   1/1     Running   0          9m46s


# 通过命令实现，变更副本数量为5个
[root@master ~]# kubectl scale deploy pc-deployment --replicas=5  -n dev
deployment.apps/pc-deployment scaled

# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-6fd9w   1/1     Running   0          10m
pc-deployment-5d89bdfbf9-b4g97   1/1     Running   0          10m
pc-deployment-5d89bdfbf9-j87kp   1/1     Running   0          63s
pc-deployment-5d89bdfbf9-pvn8m   1/1     Running   0          10m
pc-deployment-5d89bdfbf9-xg8mx   1/1     Running   0          33s

镜像更新

deployment支持两种更新策略:重建更新和滚动更新,可以通过strategy指定策略类型,支持两个属性：
1）Recreate：在创建出新的Pod之前会先杀掉所有已存在的Pod
2）RollingUpdate：滚动更新，就是杀死一部分，就启动一部分，在更新过程中，存在两个版本Pod
rollingUpdate：当type为RollingUpdate时生效，用于为RollingUpdate设置参数，支持两个属性：

  • maxUnavailable：用来指定在升级过程中不可用Pod的最大数量，默认为25%
  • maxSurge： 用来指定在升级过程中可以超过期望的Pod的最大数量，默认为25%

重建更新

1）新开一个窗口执行动态查看pod命令kubectl get pods -n dev -w，为观察做准备

2）使用kubectl edit deploy pc-deployment -n dev命令更改更新策略

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# 将以下内容
spec:
  strategy: # 策略
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate # 滚动更新
  template: 
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.1 # 镜像版本

# 改为
spec:
  strategy: 
    type: Recreate # 重建更新
  template: 
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.2

3）观察升级过程

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# 观察升级过程，发现是3个容器同时进行的
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -w
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-24ftm   1/1     Running   0          11s
pc-deployment-5d89bdfbf9-8v9km   1/1     Running   0          11s
pc-deployment-5d89bdfbf9-ttjvc   1/1     Running   0          11s

pc-deployment-5d89bdfbf9-ttjvc   0/1     Terminating   0          25s
pc-deployment-5d89bdfbf9-24ftm   0/1     Terminating   0          25s
pc-deployment-5d89bdfbf9-8v9km   0/1     Terminating   0          26s

pc-deployment-675d469f8b-4kszk   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-675d469f8b-w97vm   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-675d469f8b-ngskd   0/1     Pending       0          0s

pc-deployment-675d469f8b-ngskd   1/1     Running             0          2s
pc-deployment-675d469f8b-w97vm   1/1     Running             0          2s
pc-deployment-675d469f8b-4kszk   1/1     Running             0          3s

滚动更新

1）新开一个窗口执行动态查看pod命令kubectl get pods -n dev -w，为观察做准备

2）使用kubectl edit deploy pc-deployment -n dev命令更改更新策略

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# 将以下内容
spec:
  strategy: 
    type: Recreate # 重建更新
  template: 
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.2
      
# 改为
spec:
  strategy: # 策略
    type: RollingUpdate # 滚动更新策略
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25% 
      maxUnavailable: 25%
  template: 
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.1

3）观察升级过程

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[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -w
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-675d469f8b-4kszk   1/1     Running   0          4m48s
pc-deployment-675d469f8b-ngskd   1/1     Running   0          4m48s
pc-deployment-675d469f8b-w97vm   1/1     Running   0          4m48s

pc-deployment-5d89bdfbf9-fxdq8   0/1     Pending   0          0s
pc-deployment-5d89bdfbf9-fxdq8   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-5d89bdfbf9-fxdq8   1/1     Running             0          1s
pc-deployment-675d469f8b-4kszk   1/1     Terminating         0          5m52s

pc-deployment-5d89bdfbf9-xs54d   0/1     Pending             0          0s
pc-deployment-5d89bdfbf9-xs54d   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-5d89bdfbf9-xs54d   1/1     Running             0          1s
pc-deployment-675d469f8b-w97vm   1/1     Terminating         0          5m53s

pc-deployment-5d89bdfbf9-ldrwh   0/1     Pending             0          0s
pc-deployment-5d89bdfbf9-ldrwh   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-5d89bdfbf9-ldrwh   1/1     Running             0          1s
pc-deployment-675d469f8b-w97vm   0/1     Terminating         0          5m54s


# 至此，新版本的pod创建完毕，旧版本的pod销毁完毕
# 中间过程是滚动进行的，也就是边销毁边创建
滚动更新示意图
滚动更新示意图

镜像更新中rs的变化

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# 查看rs,发现原来的rs的依旧存在，只是pod数量变为了0，而后又新产生了一个rs，pod数量为4
# 其实这就是deployment能够进行版本回退的奥妙所在，后面会详细解释
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9   3         3         3       3h3m
pc-deployment-675d469f8b   0         0         0       153m

版本回退

deployment支持版本升级过程中的暂停、继续功能以及版本回退等诸多功能

kubectl rollout： 版本升级相关功能，支持下面的选项：

  • status 显示当前升级状态
  • history 显示 升级历史记录
  • pause 暂停版本升级过程
  • resume 继续已经暂停的版本升级过程
  • restart 重启版本升级过程
  • undo 回滚到上一级版本（可以使用–to-revision回滚到指定版本）
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# 查看当前升级版本的状态
[root@master ~]# kubectl rollout status deploy pc-deployment -n dev
deployment "pc-deployment" successfully rolled out

# 查看升级历史记录
[root@master ~]# kubectl rollout history deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         kubectl create --filename=pc-deployment.yaml --record=true
2         kubectl create --filename=pc-deployment.yaml --record=true
3         kubectl create --filename=pc-deployment.yaml --record=true


# 可以发现有三个版本记录，说明完成过两次升级

# 版本回滚
# 这里直接使用--to-revision=1回滚到了1版本， 如果省略这个选项，就是回退到上个版本，就是2版本
[root@master ~]# kubectl rollout undo deployment pc-deployment --to-revision=1 -n dev
deployment.apps/pc-deployment rolled back

# 查看发现，通过nginx镜像版本可以发现到了第一版
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES         SELECTOR
pc-deployment   3/3     3            3           3h10m   nginx        nginx:1.17.1   app=nginx-pod

# 查看rs，发现第一个rs中有3个pod运行，后面两个版本的rs中pod为运行
# 其实deployment之所以可是实现版本的回滚，就是通过记录下历史rs来实现的，
# 一旦想回滚到哪个版本，只需要将当前版本pod数量降为0，然后将回滚版本的pod提升为目标数量就可以了

金丝雀部署

金丝雀部署的名字灵感来源于 17 世纪英国矿井工人使用金丝雀作为瓦斯检测指标的传统方法。金丝雀对瓦斯这种气体十分敏感，空气中哪怕有极其微量的瓦斯，金丝雀也会停止歌唱。而当瓦斯含量超过一定限度时，虽然人类毫无察觉，金丝雀却早已毒发身亡。在采矿设备相对简陋的条件下，工人们每次下井都会带上一只金丝雀作为“瓦斯检测指标”，以便在危险状况下紧急撤离。

金丝雀部署的核心思想是在实际运行环境中的一小部分用户或流量上测试新版本的软件，而大部分用户或流量仍然使用旧版本。通过对新版本进行有限范围的实时测试和监控，可以及早发现潜在的问题，并减少对整个系统的冲击。

Deployment控制器支持控制更新过程中的控制，如“暂停(pause)”或“继续(resume)”更新操作

比如有一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧的版本

然后，再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按期望的方式运行

确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀部署实现方式

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# 更新deployment的版本，并配置暂停deployment
[root@master ~]# kubectl set image deploy pc-deployment nginx=nginx:1.17.3 -n dev && kubectl rollout pause deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment image updated

# 观察更新状态
[root@master ~]# kubectl rollout status deploy pc-deployment -n dev
Waiting for deployment "pc-deployment" rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...

# 监控更新的过程，可以看到已经新增了一个资源，但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE     CONTAINERS   IMAGES         ......
pc-deployment-5d89bdfbf9   3         3         3       5m6s    nginx        nginx:1.17.1   ......
pc-deployment-675d469f8b   0         0         0       3m17s   nginx        nginx:1.17.2   ......
pc-deployment-7865c58bdf   1         1         1       4m37s   nginx        nginx:1.17.3   ......

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-rj8sq   1/1     Running   0          7m33s
pc-deployment-5d89bdfbf9-ttwgg   1/1     Running   0          7m35s
pc-deployment-5d89bdfbf9-v4wvc   1/1     Running   0          7m34s
pc-deployment-6c9f56fcfb-996rt   1/1     Running   0          3m31s
pc-deployment-6c9f56fcfb-j2gtj   1/1     Running   0          3m31s

# 确保更新的pod没问题了，继续更新
[root@k8s-master01 ~]# kubectl rollout resume deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment resumed

# 查看最后的更新情况
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE     CONTAINERS   IMAGES         
pc-deployment-5d89bdfbf9   0         0         0       21m     nginx        nginx:1.17.1   
pc-deployment-675d469f8b   0         0         0       16m     nginx        nginx:1.17.2   
pc-deployment-6c9f56fcfb   4         4         4       5m11s   nginx        nginx:1.17.4   

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-8x8s4   1/1     Running   0          3m57s
pc-deployment-5d89bdfbf9-cf7q7   1/1     Running   0          3m56s
pc-deployment-5d89bdfbf9-lxbln   1/1     Running   0          3m58s
pc-deployment-7865c58bdf-m96tm   1/1     Running   0          2m2s

删除Deployment

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# 删除deployment，其下的rs和pod也将被删除
[root@master ~]# kubectl delete -f pc-deployment.yaml
deployment.apps "pc-deployment" deleted