k8s--deployment 控制器、扩缩容、升级策略

本文涉及的产品
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,317元额度 多规格
简介: k8s--deployment 控制器、扩缩容、升级策略

介绍


Deployment 表示用户对 K8S 集群的一次更新操作。Deployment 是一个比 RS( Replica Set, RS) 应用模型更广的 API 对象,可以是创建一个新的服务,更新一个新的服务,也可以是滚动升级一个服务。滚动升级一个服务,实际是创建一个新的 RS,然后逐渐将新 RS 中副本数增加到理想状态,将旧 RS 中的副本数减少到 0 的复合操作。

这样一个复合操作用一个 RS 是不好描述的,所以用一个更通用的 Deployment 来描述。以 K8S 的发展方向,未来对所有长期伺服型的业务的管理,都会通过 Deployment来管理。

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:

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:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment # 类型为 deployment 
metadata:
  name: pc-deployment # deployment 的名称
  namespace: zouzou
spec: 
  replicas: 3 # 副本数为 3 
  selector:  # 选择器,和 template 的对应
    matchLabels:
      app: nginx-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14

创建 pod

# 创建 deployment,--record=true 表示将命令记录到版本里面
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl create -f pc-deployment.yaml --record=true
deployment.apps/pc-deployment created
# 查看 deployment,deploy 是 deployment 的简写
# UP-TO-DATE:最新版本的 pod 的数量
# AVAILABLE:当前可用的 pod 的数量,pc-deployment 就是 yaml 里写的 name
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get deploy pc-deployment -n zouzou
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
pc-deployment   3/3     3            3           23s
# 查看 rs,发现 rs 的名称是在原来的 deployment 的名字后面添加了一个 10 位数的随机串
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get rs -n zouzou
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx3-c5d7c9466           1         1         1       62m
pc-deployment-5db6b86685   3         3         3       33s
# 查看 pod,pod 是在 rs 的名称后面添加了 5 位随机数
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get pod -n zouzou
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx3-c5d7c9466-vnt9c           1/1     Running   0          59m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   1/1     Running   0          46s
pc-deployment-5db6b86685-w9g25   1/1     Running   0          46s
pc-deployment-5db6b86685-z2ktw   1/1     Running   0          46s


扩缩容


deployment 的扩缩容和 rs 的扩缩容一样,参考:https://www.cnblogs.com/zouzou-busy/p/16153136.html

1.使用命令的方式

# 变更副本数为 5 个,注意,扩缩的时候写的是控制器的名称,不是 pod
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl scale deploy pc-deployment --replicas=5 -n zouzou
deployment.apps/pc-deployment scaled
# 查看 deployment
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get deploy pc-deployment -n zouzou
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
pc-deployment   5/5     5            5           10m
# 查看 pod
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get pod -n zouzou
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx3-c5d7c9466-vnt9c           1/1     Running   0          69m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   1/1     Running   0          10m
pc-deployment-5db6b86685-9sbnj   1/1     Running   0          30s
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   1/1     Running   0          30s
pc-deployment-5db6b86685-w9g25   1/1     Running   0          10m
pc-deployment-5db6b86685-z2ktw   1/1     Running   0          10m

2.通过编辑的方式

# 编辑 deployment 的副本数量,改为两个
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl edit deploy pc-deployment -n zouzou
deployment.apps/pc-deployment edited
# 查看 pod 数量,有些 pod 正在停止
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get pod -n zouzou
NAME                             READY   STATUS        RESTARTS   AGE
nginx3-c5d7c9466-vnt9c           1/1     Running       0          72m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   1/1     Running       0          13m
pc-deployment-5db6b86685-9sbnj   0/1     Terminating   0          3m38s
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   1/1     Running       0          3m38s
pc-deployment-5db6b86685-w9g25   0/1     Terminating   0          13m
pc-deployment-5db6b86685-z2ktw   0/1     Terminating   0          13m
# 查看 pod,只有两个在运行了
[root@dce-10-6-215-215 tmp]# kubectl get pod -n zouzou
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx3-c5d7c9466-vnt9c           1/1     Running   0          72m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   1/1     Running   0          14m
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   1/1     Running   0          3m46s

3.通过修改 yaml 文件的方式,在 apply 一下,不做演示


镜像升级


升级: 假设从版本为1.14 升级到 1.15 ,这就叫应用的升级【升级可以保证服务不中断】

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

strategy: # 指定新的 pod 替换旧的 pod 的策略,支持两个属性
    type: # 指定策略类型,支持两种策略
        Recreate: # 重建更新,在创建出新的 pod 之前会先杀掉所有已经存在的 pod
        RollingUpdate: # 滚动更新,就是杀死一部分,就启动一部分,在更新过程中,存在两个版本的 pod
    rollingUpdate: # 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

编辑 pc-deployment.yaml,在 spec 节点下添加更新策略

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment # 类型为 deployment
metadata:
  name: pc-deployment # deployment 的名称
  namespace: zouzou
spec:
  strategy: # 更新策略
    type: Recreate # 重建更新
  replicas: 3 # 副本数为 3
  selector:  # 选择器,和 template 的对应
    matchLabels:
      app: nginx-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14

在 apply 一下

kubectl apply -f pc-deployment.yaml

修改镜像,将镜像从 1.14 改为 1.15

kubectl set image deployment pc-deployment nginx=nginx:1.15 -n zouzou

为了观察方便,我们可以在开一个窗口,使用 -w 参数动态监听

从下面的结果可以看出,一下子三个 pod 都停止了,然后重新创建了三个 pod,在运行

[root@dce-10-6-215-215 ~]#  kubectl get pods -n zouzou -w
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx3-c5d7c9466-vnt9c           1/1     Running   0          96m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   1/1     Running   0          37m
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   1/1     Running   0          27m
pc-deployment-5db6b86685-cw5l6   1/1     Running   0          2m1s
pc-deployment-5db6b86685-cw5l6   1/1     Terminating   0          2m57s
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   1/1     Terminating   0          27m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   1/1     Terminating   0          38m
pc-deployment-5db6b86685-cw5l6   0/1     Terminating   0          3m
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   0/1     Terminating   0          28m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   0/1     Terminating   0          38m
pc-deployment-5db6b86685-cw5l6   0/1     Terminating   0          3m1s
pc-deployment-5db6b86685-cw5l6   0/1     Terminating   0          3m1s
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   0/1     Terminating   0          38m
pc-deployment-5db6b86685-6rhsd   0/1     Terminating   0          38m
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   0/1     Terminating   0          28m
pc-deployment-5db6b86685-cc5kt   0/1     Terminating   0          28m
pc-deployment-78d879f8b6-2d5fx   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-2d5fx   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-ntvb9   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-qpscz   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-ntvb9   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-qpscz   0/1     Pending       0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-ntvb9   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-2d5fx   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-qpscz   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-2d5fx   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-qpscz   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-ntvb9   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-2d5fx   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-qpscz   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-ntvb9   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-ntvb9   1/1     Running             0          5s
pc-deployment-78d879f8b6-2d5fx   1/1     Running             0          5s
pc-deployment-78d879f8b6-qpscz   1/1     Running             0          5s


滚动更新

编辑 pc-deployment.yaml,修改更新策略,改为滚动更新

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment # 类型为 deployment
metadata:
  name: pc-deployment # deployment 的名称
  namespace: zouzou
spec:
  strategy: # 更新策略
    type: RollingUpdate # 滚动更新策略
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25% 
      maxUnavailable: 25%
  replicas: 3 # 副本数为 3
  selector:  # 选择器,和 template 的对应
    matchLabels:
      app: nginx-pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pod
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14

在 apply 一下,这时候的镜像还是 1.14

kubectl apply -f pc-deployment.yaml

修改镜像,将镜像从 1.14 改为 1.15

kubectl set image deployment pc-deployment nginx=nginx:1.15 -n zouzou

为了观察方便,我们可以在开一个窗口,使用 -w 参数动态监听

从下面的结果可以看出,先创建一个容器,创建成功了在停止一个容器,依次更新

在我们执行完命令后,能看到升级的过程

  • 首先是开始的 nginx 1.14 版本的 Pod 在运行,然后 1.15 版本的在创建
  • 然后在 1.15 版本创建完成后,就会暂停1.14版本
  • 最后把 1.14 版本的 Pod 移除,完成我们的升级

我们在下载 1.15版本,容器就处于 ContainerCreating 状态,然后下载完成后,就用 1.15 版本去替换 1.14 版本了,这么做的好处就是:升级可以保证服务不中断

[root@dce-10-6-215-215 ~]# kubectl get pods -n zouzou -w
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx3-c5d7c9466-vnt9c           1/1     Running   0          106m
pc-deployment-5db6b86685-fjz46   1/1     Running   0          2m39s
pc-deployment-5db6b86685-hdmvd   1/1     Running   0          2m34s
pc-deployment-5db6b86685-j7v8f   1/1     Running   0          2m44s
pc-deployment-78d879f8b6-crn8s   0/1     Pending   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-crn8s   0/1     Pending   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-crn8s   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-crn8s   0/1     ContainerCreating   0          2s
pc-deployment-78d879f8b6-crn8s   0/1     ContainerCreating   0          2s
pc-deployment-78d879f8b6-crn8s   1/1     Running             0          4s
pc-deployment-5db6b86685-hdmvd   1/1     Terminating         0          2m48s
pc-deployment-78d879f8b6-r8wbx   0/1     Pending             0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-r8wbx   0/1     Pending             0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-r8wbx   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-r8wbx   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-5db6b86685-hdmvd   0/1     Terminating         0          2m51s
pc-deployment-78d879f8b6-r8wbx   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-78d879f8b6-r8wbx   1/1     Running             0          5s
pc-deployment-5db6b86685-fjz46   1/1     Terminating         0          2m58s
pc-deployment-78d879f8b6-djg6c   0/1     Pending             0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-djg6c   0/1     Pending             0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-djg6c   0/1     ContainerCreating   0          0s
pc-deployment-78d879f8b6-djg6c   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-5db6b86685-fjz46   0/1     Terminating         0          3m1s
pc-deployment-78d879f8b6-djg6c   0/1     ContainerCreating   0          3s
pc-deployment-5db6b86685-fjz46   0/1     Terminating         0          3m2s
pc-deployment-5db6b86685-fjz46   0/1     Terminating         0          3m2s
pc-deployment-78d879f8b6-djg6c   1/1     Running             0          5s
pc-deployment-5db6b86685-j7v8f   1/1     Terminating         0          3m8s
pc-deployment-5db6b86685-hdmvd   0/1     Terminating         0          2m59s
pc-deployment-5db6b86685-hdmvd   0/1     Terminating         0          2m59s
pc-deployment-5db6b86685-j7v8f   0/1     Terminating         0          3m11s
pc-deployment-5db6b86685-j7v8f   0/1     Terminating         0          3m12s
pc-deployment-5db6b86685-j7v8f   0/1     Terminating         0          3m12s

滚动更新的过程如下图所示:


查看 RS 的变化


查看 RS 。发现原来的 RS 依旧存在,只是 pod 的数量变为了 0,而后又新产生了一个 RS,pod 的数量为 3 ,为什么会这样呢?想一下,当我们升级了版本之后,如果这个版本有 bug 怎么办?是不是要马上回滚到上一个版本,这就是 deployment 的高明之处,不会删除之前的 RS

# 查看 rs,发现原来的 rs 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 3
# 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@dce-10-6-215-215 ~]# kubectl get rs -n zouzou
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx3-c5d7c9466           1         1         1       111m
pc-deployment-5db6b86685   0         0         0       49m
pc-deployment-78d879f8b6   3         3         3       11m


查看更新状态


可以通过下面的命令查看更新的状态

# pc-deployment 是 deployment 的名称
kubectl rollout status deployment pc-deployment -n zouzou


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本场景您将运行一个简单的应用,部署一个新的应用用于新的发布,并通过Ingress能力实现灰度发布。
容器应用与集群管理
欢迎来到《容器应用与集群管理》课程,本课程是“云原生容器Clouder认证“系列中的第二阶段。课程将向您介绍与容器集群相关的概念和技术,这些概念和技术可以帮助您了解阿里云容器服务ACK/ACK Serverless的使用。同时,本课程也会向您介绍可以采取的工具、方法和可操作步骤,以帮助您了解如何基于容器服务ACK Serverless构建和管理企业级应用。 学习完本课程后,您将能够: 掌握容器集群、容器编排的基本概念 掌握Kubernetes的基础概念及核心思想 掌握阿里云容器服务ACK/ACK Serverless概念及使用方法 基于容器服务ACK Serverless搭建和管理企业级网站应用
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