15-Kubernetes-Pod控制器详解-Deployment(Deploy)

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前言

• 本篇来学习Pod控制器-Deployment

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来简介管理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
  

资源清单

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      
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

# 创建deployment
[root@master ~]# kubectl create -f pc-deployment.yaml
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
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
pc-deployment   3/3     3            3           6s

# 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       14s

# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-2n7xm   1/1     Running   0          69s
pc-deployment-5d89bdfbf9-8l7rj   1/1     Running   0          69s
pc-deployment-5d89bdfbf9-bmq8k   1/1     Running   0          69s

扩缩容

# 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pod
[root@master ~]#  kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-2n7xm   1/1     Running   0          5m58s
pc-deployment-5d89bdfbf9-8l7rj   1/1     Running   0          5m58s
pc-deployment-5d89bdfbf9-bmq8k   1/1     Running   0          5m58s
pc-deployment-5d89bdfbf9-nzsk6   1/1     Running   0          55s

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

# 查看deploy 
[root@master ~]# kubectl get deploy pc-deployment -n dev
NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
pc-deployment   5/5     5            5           5m12s

# 查看pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-2n7xm   1/1     Running   0          5m23s
pc-deployment-5d89bdfbf9-8l7rj   1/1     Running   0          5m23s
pc-deployment-5d89bdfbf9-bmq8k   1/1     Running   0          5m23s
pc-deployment-5d89bdfbf9-nzsk6   1/1     Running   0          20s
pc-deployment-5d89bdfbf9-ztj9g   1/1     Running   0          20s

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:

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： # 在创建出新的Pod之前会先杀掉所有已存在的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. 编辑pc-deployment.yaml,在spec节点下添加更新策略

spec:
  strategy: # 策略
    type: Recreate # 重建更新

2. 创建deploy进行验证

# 变更镜像
[root@master ~]#  kubectl set image deployment pc-deployment nginx=nginx:1.17.2 -n dev
deployment.apps/pc-deployment image updated

# 观察升级过程
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -w
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9-2n7xm   1/1     Running   0          5h54m
pc-deployment-5d89bdfbf9-8l7rj   1/1     Running   0          5h54m
pc-deployment-5d89bdfbf9-bmq8k   1/1     Running   0          5h54m
pc-deployment-5d89bdfbf9-nzsk6   1/1     Running   0          5h49m

滚动更新

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

spec:
  strategy: # 策略
    type: RollingUpdate # 滚动更新策略
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25% 
      maxUnavailable: 25%

2. 创建deploy进行验证

# # 变更镜像
[root@master ~]# kubectl set image deployment pc-deployment nginx=nginx:1.17.3 -n dev
deployment.apps/pc-deployment image updated

# 查看升级过程
[root@master ~]#  kubectl get pods -n dev -w
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-675d469f8b-2mxbk   1/1     Running   0          5m4s
pc-deployment-675d469f8b-4b62t   1/1     Running   0          5m6s
pc-deployment-675d469f8b-4x5jw   1/1     Running   0          5m6s
pc-deployment-675d469f8b-zwtdk   1/1     Running   0          4m53s

3. 滚动更新过程
   
4. 镜像中rs变化

# 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
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9   0         0         0       6h5m
pc-deployment-675d469f8b   0         0         0       11m
pc-deployment-7865c58bdf   4         4         4       5m30s

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，下面具体来看.

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）

# 删除之前的rs
[root@master ~]# kubectl delete -f pc-deployment.yaml
deployment.apps "pc-deployment" deleted

# 新建rs
[root@master ~]# kubectl create -f pc-deployment.yaml --record
deployment.apps/pc-deployment created
# 查看rs
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9   3         3         3       20s

# 升级image
[root@master ~]# kubectl set image deployment pc-deployment nginx=nginx:1.17.3 -n dev
deployment.apps/pc-deployment image updated

# 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   # CHANGE-CAUSE 前面创建时 未加--record ，此处为 None
1         kubectl create --filename=pc-deployment.yaml --record=true
2         kubectl create --filename=pc-deployment.yaml --record=true

# 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
[root@master ~]# kubectl rollout undo deployment pc-deployment --to-revision=1 -n dev
deployment.apps/pc-deployment rolled back

# 查看deploy 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           6m21s   nginx        nginx:1.17.1   app=nginx-pod

# 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
[root@master ~]# kubectl get rs -n dev
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
pc-deployment-5d89bdfbf9   3         3         3       7m30s
pc-deployment-7865c58bdf   0         0         0       6m45s

金丝雀发布

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发布。

# 更新deployment的版本，并配置暂停deployment
[root@master ~]# kubectl set image deploy pc-deployment nginx=nginx:1.17.4 -n dev && kubectl rollout pause deployment pc-deployment  -n dev
deployment.apps/pc-deployment image updated
deployment.apps/pc-deployment paused

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

[root@master ~]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE   CONTAINERS   IMAGES         SELECTOR
pc-deployment-5d89bdfbf9   3         3         3       11m   nginx        nginx:1.17.1   app=nginx-pod,pod-template-hash=5d89bdfbf9
pc-deployment-6c9f56fcfb   1         1         0       15s   nginx        nginx:1.17.4   app=nginx-pod,pod-template-hash=6c9f5

# 继续更新
[root@master ~]# kubectl rollout resume deploy pc-deployment -n dev
deployment.apps/pc-deployment resumed

# 查看更新后情况
NAME                       DESIRED   CURRENT   READY   AGE     CONTAINERS   IMAGES         SELECTOR
pc-deployment-5d89bdfbf9   0         0         0       17m     nginx        nginx:1.17.1   app=nginx-pod,pod-template-hash=5d89bdfbf9
pc-deployment-6c9f56fcfb   3         3         3       6m39s   nginx        nginx:1.17.4   app=nginx-pod,pod-template-

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pc-deployment-6c9f56fcfb-48n7p   1/1     Running   0          5m40s
pc-deployment-6c9f56fcfb-ltjs7   1/1     Running   0          6m7s
pc-deployment-6c9f56fcfb-wxkm4   1/1     Running   0          7m12s

删除Deployment

# 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