K8S | Deployment应用编排

2023-08-18 116

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本文涉及的产品

容器服务 Serverless 版 ACK Serverless，317元额度多规格

容器服务 Serverless 版 ACK Serverless，952元额度多规格

简介： 通过Deployment控制器，可以对应用进行快速的编排，比如声明Pod的发布方式，更新和回滚策略，维持Pod副本数量；

主打一手「Pod」管理。

一、背景

分布式系统的一大优势：可以针对不同的服务制定不同的管理策略，比如发布、更新、下线，会根据服务自身的特点采取相应的措施；

如果服务的流量小，通常采取单服务部署即可，并且可以限定其资源分配；

如果服务的流量大并且是核心的能力，通常会采用集群的方式管理，资源分配上也会更加的倾斜，从而保证核心应用的稳定性；

这种管理策略虽然很合理，但是从技术角度来看，其实现的复杂程度度也相对较高，在Kubenetes中可以使用Deployment组件简化服务的编排难度；

二、Deployment组件

1、简介

通过Deployment控制器，可以对应用进行快速的编排，比如声明Pod的发布方式，更新和回滚策略，维持Pod副本数量；

实际上控制器并不会直接管理Pod，而是通过管理ReplicaSet间接实现Pod管理，ReplicaSet是在后台管理的Pod，在应用部署后可以查看相关的配置文件来验证该流程；

2、语法说明

作为K8S的工作负载（运行的应用程序）资源，Deployment为Pod和ReplicaSet提供声明式的管理能力；

这里只是一个简单的Deployment的yaml文件，作为生产环境中最常用的部署方式，更多的细节可以参考K8S文档；

三、基础用例

1、创建操作

Deployment资源脚本，容器使用【auto-serve:latest】镜像文件；

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: serve-deployment
  labels: 
    app: auto-serve
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: auto-serve
  template:
    metadata:
      labels:
        app: auto-serve
    spec:
      containers:
        - name: auto-serve
          image: auto-serve:latest
          imagePullPolicy: Never
          ports:
            - containerPort: 8082

执行创建，然后在命令行或者控制台界面查看相关结果；

kubectl apply -f serve-deployment.yaml

2、查看信息

查看指定【serve-deployment】信息；

kubectl get deployment/serve-deployment

NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
serve-deployment   2/2     2            2           5s

查看指定【serve-deployment】描述信息；

kubectl describe deployment/serve-deployment

Name:                   serve-deployment
Labels:                 app=auto-serve
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector:               app=auto-serve
Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate

Pod Template:
  Labels:  app=auto-serve
  Containers:
   auto-serve:
    Image:        auto-serve:latest
    Port:         8082/TCP
    Host Port:    0/TCP

Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable

Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  10m   deployment-controller  Scaled up replica set serve-deployment-f6f6c5bbd to 2

可以在控制台界面查看【ReplicaSet】，或者直接从脚本文件查看相关信息；

查看上线状态

kubectl rollout status deployment/serve-deployment

deployment "serve-deployment" successfully rolled out

查看【ReplicaSet】

kubectl get rs

NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
serve-deployment-f6f6c5bbd   2         2         2       12m

查看【Pod】

kubectl get pods

NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
serve-deployment-f6f6c5bbd-d8k6v   1/1     Running   0          15m
serve-deployment-f6f6c5bbd-hs6h5   1/1     Running   0          15m

3、更新操作

提供【auto-serve】多个版本的镜像文件，用来模拟最常见的镜像更新动作；

更新为【1.1.1】镜像版本

kubectl set image deployment/serve-deployment auto-serve=auto-serve:1.1.1

查看描述信息

kubectl describe deployment/serve-deployment

Name:                   serve-deployment
Labels:                 app=auto-serve
Annotations:           【deployment.kubernetes.io/revision: 2】对比此处和初次发布的描述
Selector:               app=auto-serve
Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge

Pod Template:
  Labels:  app=auto-serve
  Containers:
   auto-serve:
    Image:        auto-serve:1.1.1 【镜像已更新】
    Port:         8082/TCP

Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable

NewReplicaSet:   serve-deployment-6d9cd7f8c6 (2/2 replicas created)

4、删除操作

kubectl delete -f serve-deployment.yaml

四、进阶用例

1、回滚操作

再次执行镜像更新，这样【serve-deployment】会有3个版本

kubectl set image deployment/serve-deployment auto-serve=auto-serve:2.2.2

查看历史版本

kubectl rollout history deployment/serve-deployment

deployment.apps/serve-deployment 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         <none>
3         <none>

查看历史版本2信息，【auto-serve】对应的镜像版本是【1.1.1】

kubectl rollout history deployment/serve-deployment --revision=2

deployment.apps/serve-deployment with revision #2
Pod Template:
  Labels:    app=auto-serve
    pod-template-hash=6d9cd7f8c6
  Containers:
   auto-serve:
    Image:    auto-serve:1.1.1
    Port:    8082/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:    <none>
    Mounts:    <none>
  Volumes:    <none>

回滚到上个版本，即镜像【auto-serve:1.1.1】

kubectl rollout undo deployment/serve-deployment

deployment.apps/serve-deployment rolled back

回滚到指定版本，即镜像【auto-serve:latest】

kubectl rollout undo deployment/serve-deployment --to-revision=1

2、伸缩操作

伸缩命令

kubectl scale deployment/serve-deployment --replicas=3

deployment.apps/serve-deployment scaled

查看【ReplicaSet】信息

kubectl get rs

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
serve-deployment-6b47bf4db7   0         0         0       7m3s
serve-deployment-6d9cd7f8c6   0         0         0       7m17s
serve-deployment-f6f6c5bbd    3         3         3       8m10s

查看【Pod】信息

kubectl get pods

NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
serve-deployment-f6f6c5bbd-4rvhw   1/1     Running   0          4m13s
serve-deployment-f6f6c5bbd-bwg7s   1/1     Running   0          4m15s
serve-deployment-f6f6c5bbd-mv9wt   1/1     Running   0          2m21s

3、暂停与恢复

暂停发布

kubectl rollout pause deployment/serve-deployment

deployment.apps/serve-deployment paused

查看信息描述

kubectl describe deployment/serve-deployment

Conditions:
  Type           Status   Reason
  ----           ------   ------
  Available      True     MinimumReplicasAvailable
  Progressing    Unknown  DeploymentPaused  【注意此处的状态】

执行更新

kubectl set image deployment/serve-deployment auto-serve=auto-serve:1.1.1

查看Pod，未触发上线

恢复发布，会自动执行上面的更新动作

kubectl rollout resume deployment/serve-deployment

查看【ReplicaSet】信息

kubectl get rs -o wide

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE   CONTAINERS   IMAGES              
serve-deployment-6b47bf4db7   0         0         0       14m   auto-serve   auto-serve:2.2.2    
serve-deployment-6d9cd7f8c6   3         3         3       15m   auto-serve   auto-serve:1.1.1    
serve-deployment-f6f6c5bbd    0         0         0       16m   auto-serve   auto-serve:latest

查看【Pod】信息

kubectl get pods -o wide

NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE           
serve-deployment-6d9cd7f8c6-m66cv   1/1     Running   0          2m9s    10.1.0.125   docker-desktop 
serve-deployment-6d9cd7f8c6-sk2qv   1/1     Running   0          2m11s   10.1.0.124   docker-desktop 
serve-deployment-6d9cd7f8c6-zj6p2   1/1     Running   0          2m8s    10.1.0.126   docker-desktop

五、状态描述

Deployment有三个核心状态来描述其生命周期的变化：「Progressing」进行中，「Complete」已完成，「Failed」失败；

【Progressing】

Deployment处在部署或者伸缩过程中；

当Deployment执行这些任务期间：创建新的ReplicaSet；正在为其最新的ReplicaSet扩容；正在为其旧有的ReplicaSets缩容；新的Pod已经就绪或者可用；

【Complete】

具有以下特征时会被标记为已完成状态；

Deployment关联的所有副本都已更新到指定的最新版本，意味着此前请求的所有更新都已完成；Deployment关联的所有副本都可用；未运行Deployment的旧副本；

【Failed】

Deployment可能会在尝试部署其最新的ReplicaSet受挫，一直处于未完成状态；

造成这种情况的因素很多，可能是：配额不足，就绪探测失败，镜像拉取错误，权限不足，限制范围问题，应用程序运行时的配置错误；

六、参考源码

文档仓库：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

脚本仓库：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-auto-parent