1 基础介绍
Kubernetes是一个流行的容器编排平台，其中的控制器是Kubernetes的核心组件之一，它可以控制Pod的部署和管理。
滚动升级是Kubernetes中的一种重要的控制器操作，可以让用户在不中断服务的情况下对应用程序进行升级。本文将深入解析Kubernetes控制器滚动升级的原理和实现方法。
1.1 什么是滚动升级
滚动升级是指在不中断服务的情况下，对应用程序进行升级的操作。
在Kubernetes中，滚动升级是通过控制器来实现的。控制器会根据用户的要求，逐步将旧版本的Pod逐步替换为新版本的Pod，直到所有的Pod都已经被更新为止。
这样做的优点是可以减少服务中断的时间，同时也可以保证应用程序的稳定性。
1.2 控制器滚动升级的原理
控制器滚动升级的原理：是将旧版本的Pod逐步替换为新版本的Pod。这个过程可以分为以下几个步骤：
- 创建新版本的Pod：首先需要创建新版本的Pod，并将其添加到控制器的ReplicaSet中。这个ReplicaSet会逐步替换旧版本的Pod。
- 逐步替换旧版本的Pod：控制器会逐步替换旧版本的Pod，直到所有的Pod都已经被更新为止。在这个过程中，控制器会根据用户定义的策略来控制更新的速度和数量，以确保服务的稳定性。
- 监控更新过程：在更新过程中，控制器会不断地监控新版本的Pod是否已经成功运行，并将运行失败的Pod进行重启或者回滚操作。这样可以保证应用程序的稳定性。
- 清理旧版本的Pod：当所有的Pod都已经更新完成后，控制器会自动清理旧版本的Pod，以释放资源。
1.3 控制器滚动升级的实现方法
控制器滚动升级的实现方法可以分为两种：
- 基于Deployment的滚动升级
- 基于StatefulSet的滚动升级
1 基于Deployment的滚动升级
基于Deployment的滚动升级是Kubernetes中最常用的滚动升级方法
它通过定义一个Deployment对象来管理Pod的创建和更新。Deployment对象包含了Pod的副本数、更新策略、滚动升级速度等信息，可以通过kubectl命令或者Kubernetes API来进行管理。
在进行滚动升级时：
- 创建：需要先使用kubectl命令或者Kubernetes API创建一个新的Deployment对象，并将其更新到Kubernetes集群中。
- 更新：然后，使用kubectl命令或者Kubernetes API更新Deployment对象的镜像版本或者其他配置信息。
Kubernetes会自动根据新的配置信息来创建新版本的Pod，并将更新过程控制在用户定义的范围内。
2 基于StatefulSet的滚动升级
基于StatefulSet的滚动升级是一种相对较新的滚动升级方法。
它通过定义一个StatefulSet对象来管理Pod的创建和更新。与Deployment不同，StatefulSet对象可以保证Pod的唯一性和稳定性，可以在进行滚动升级时保持Pod的稳定性。
在进行滚动升级时，
- 创建StatefulSet对象：需要先使用kubectl命令或者Kubernetes API创建一个新的StatefulSet对象，并将其更新到Kubernetes集群中。
- 更新StatefulSet对象：然后，使用kubectl命令或者Kubernetes API更新StatefulSet对象的镜像版本或者其他配置信息。
Kubernetes会自动根据新的配置信息来创建
2 拓展
2.1 Deployment 的“滚动更新”示例
在 Kubernetes 中，可以使用 Deployment 对象来进行滚动更新。以下是一个 Deployment 滚动更新的详细代码使用介绍：
1 准备镜像
在进行滚动更新之前，需要准备一个新的镜像版本。这里我们以一个简单的 "Hello World" 应用程序为例，在 Docker Hub 上准备一个新版本的镜像。这里先用Nginx
2 创建 Deployment
在 Kubernetes 中，可以使用 YAML 文件或命令行工具来创建 Deployment。以下是一个示例 YAML 文件：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment #资源类型 metadata: name: hello-world spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: hello-world template: metadata: labels: app: hello-world spec: containers: - name: hello-world image: nginx:1.7.9 # <your-new-image> ports: - containerPort: 8080
在这个 YAML 文件中，定义了一个名为 "hello-world" 的 Deployment，它会启动 3 个 Pod，每个 Pod 都包含一个名为 "hello-world" 的容器。容器使用对应的版本镜像，并监听 8080 端口。
3 更新 Deployment
要更新 Deployment，可以使用 kubectl 命令行工具。以下是一个更新 Deployment 的示例命令：
kubectl set image deployment/hello-world hello-world=<your-new-image>
这个命令会将名为 "hello-world" 的 Deployment 的 "hello-world" 容器的镜像更新为你准备的新版本镜像。
4 监控更新状态
在更新 Deployment 后，可以使用 kubectl rollout status 命令来查看更新状态。以下是一个示例命令：
kubectl rollout status deployment/hello-world
这个命令会输出当前 Deployment 的更新状态，包括更新的版本和可用性等信息。
5 回滚更新
如果在更新过程中出现问题，可以使用 kubectl rollout undo 命令来回滚更新。以下是一个示例命令：
kubectl rollout undo deployment/hello-world
这个命令会将 Deployment 回滚到上一个版本，以恢复服务的可用性。
2.2 其他示例
除了上述提到的基本滚动更新过程，Kubernetes 还提供了一些高级功能和特性，以更好地管理应用程序和服务的更新和部署。以下是一些示例：
1 暂停和恢复更新
在滚动更新过程中，如果需要暂停更新以处理问题，可以使用
kubectl rollout pause命令暂停更新。例如：
kubectl rollout pause deployment/hello-world
这个命令会暂停 "hello-world" Deployment 的更新。一旦问题解决，可以使用 kubectl rollout resume 命令恢复更新。例如：
kubectl rollout resume deployment/hello-world
这个命令会恢复 "hello-world" Deployment 的更新。
2 设置滚动更新策略
在创建 Deployment 时，可以设置滚动更新策略，以控制更新的速度和失败率。
例如，可以设置最大不可用 Pod 的数量和最大并行 Pod 的数量等参数。
以下是一个示例 YAML 文件：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment #资源类型 metadata: name: nginx-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx-deployment strategy: type: RollingUpdate rollingUpdate: maxUnavailable: 1 maxSurge: 1 template: metadata: labels: app: nginx-deployment spec: containers: - name: nginx-deployment image: nginx:laste ports: - containerPort: 8080
这个 YAML 文件中，设置了 RollingUpdate 策略，并指定了最大不可用 Pod 的数量和最大并行 Pod 的数量都为 1。
2.3 总结
我们来看一下在滚动升级中他们三者之间的关系是怎么样的
可以看到，
- 首先，当修改了 Deployment 里的 Pod 定义之后，Deployment Controller 会使用这个修改后的 Pod 模板，创建一个新的 ReplicaSet(v2)，这个新的 ReplicaSet 的初始 Pod 副本数是：0。
- Deployment Controller 开始将这个新的 ReplicaSet-(v2)所控制的 Pod 副本数从 0 个变成 1 个，即：“水平扩展”出一个副本。
- Deployment Controller 又将旧的 ReplicaSet-(v1)所控制的旧 Pod 副本数减少一个，即：“水平收缩”成两个副本。
- 如此交替进行，新 ReplicaSet 管理的 Pod 副本数，从 0 个变成 1 个，再变成 2 个，最后变成 3 个。
5.而旧的 ReplicaSet 管理的 Pod 副本数则从 3 个变成 2 个，再变成 1 个，最后变成 0 个。
这样，就完成了这一组 Pod 的版本升级过程。
如上所示，Deployment 的控制器，实际上控制的是 ReplicaSet 的数目，以及每个 ReplicaSet 的属性。
而一个应用的版本，对应的正是一个 ReplicaSet；这个版本应用的 Pod 数量，则由 ReplicaSet 通过它自己的控制器（ReplicaSet Controller）来保证。
通过这样的多个 ReplicaSet 对象，Kubernetes 项目就实现了对多个“应用版本”的描述。
像这样，将一个集群中正在运行的多个 Pod 版本，交替地逐一升级的过程，就是“滚动更新”。
使用 Deployment 进行滚动更新是一种方便而可靠的方式，可以确保服务的连续性和可用性。在更新过程中，需要密切监控服务的性能和可用性，并及时采取措施来解决任何问题。
总的来说，Kubernetes 提供了一系列功能和特性，以帮助用户更好地管理应用程序和服务的更新和部署。这些功能可以根据用户的需求进行配置和使用。
