滚动更新具体的流程

Kubernetes 滚动更新流程详解

在 Kubernetes（简称 K8s）中，滚动更新（Rolling Update）是一种受控的过程，用于在不中断服务的情况下逐步替换应用实例以部署新版本。滚动更新确保了集群中应用的平滑升级，极大降低了因更新导致的服务中断风险。本文将深入分析 Kubernetes 滚动更新的核心步骤。

1. 启动更新

滚动更新的过程始于用户通过修改 Kubernetes 控制器的 Pod 模板来触发更新。用户可以在 Deployment、DaemonSet 或 StatefulSet 等控制器中更新 Pod 的定义，例如：

• 更新容器镜像版本。
• 修改环境变量或配置文件。
• 调整资源请求与限制等。

这些更改通过 kubectl apply 命令或 Kubernetes API 提交到集群中，Kubernetes 随即开始启动更新过程。

2. 策略配置与执行

Kubernetes 在执行滚动更新时，会遵循控制器中定义的 滚动更新策略 来控制更新的速率。常见的滚动更新策略配置有两个重要参数：

• .spec.strategy.type=RollingUpdate：指定更新类型为滚动更新。
• .spec.strategy.rollingUpdate.maxUnavailable：定义在更新过程中可以同时不可用的最大 Pod 数量。这有助于控制更新过程中的服务可用性，防止在更新过程中过多的 Pod 同时不可用。
• .spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge：允许超出期望副本集规模的最大 Pod 数量，以便加速新版本 Pod 的创建。增加 maxSurge 可以帮助新版本的 Pod 更快地启动，缩短更新周期。

这些配置决定了在进行滚动更新时，每次创建和删除 Pod 的数量，从而确保既有足够的 Pod 提供服务，又能快速完成更新。

3. 逐步替换 Pod

更新启动后，Kubernetes 会遵循逐步替换 Pod 的策略，流程大致如下：

1. 创建新 Pod：Kubernetes 首先创建新版本的 Pod 实例，并确保这些 Pod 在加入服务前达到就绪状态（通常通过 readiness probe 进行健康检查）。

2. 停止旧 Pod：一旦新的 Pod 达到就绪状态并且满足最大不可用设置，Kubernetes 会按照批次逐个终止旧版本的 Pod，并从负载均衡器中移除旧 Pod 的流量。

3. 按批次更新：更新过程是渐进的，Kubernetes 会分批替换 Pod，避免在更新过程中一次性大规模删除旧 Pod，保持足够的实例数来处理流量。

4. 健康检查与监控

在滚动更新过程中，Kubernetes 会持续监控新 Pod 的健康状态，确保每个新创建的 Pod 都能稳定运行。具体来说：

• 健康检查：Kubernetes 会使用 readiness probe 和 liveness probe 检查新 Pod 的健康状况。
• 逐步推进：只有当新 Pod 成功启动并通过健康检查后，才会继续更新下一个批次的 Pod。

这保证了即使新版本的 Pod 出现问题，整个更新过程不会导致大规模的服务中断。

5. 平滑过渡

滚动更新确保在任何时候都有足够数量的 Pod 提供服务，从而实现近乎零停机时间的应用程序升级。通过精细的策略配置，Kubernetes 可以在不影响用户访问的情况下完成整个更新过程。无论是应用的代码变更还是基础设施的升级，滚动更新都能确保应用稳定运行。

6. 回滚机制

如果在更新过程中遇到问题，Kubernetes 提供了强大的 回滚机制。每个应用版本的历史记录都会被 Kubernetes 自动维护（称为 Revision），这使得回滚操作变得简单快捷：

• 如果新版本的 Pod 出现故障，用户可以通过 kubectl rollout undo 命令将应用回滚到上一个稳定的版本。
• Kubernetes 会自动停止新的 Pod 部署，并恢复旧版本的 Pod，使应用恢复到稳定状态。

这种自动化的回滚机制使得应用更新过程更具安全性，并减少了人为干预的需要。

7. 完成更新

滚动更新完成时，所有的旧版本 Pod 都被新的 Pod 替换，并且所有新版本的 Pod 已经稳定运行。此时，整个更新过程结束，应用已经平滑迁移到新版本，并且没有出现服务中断。

总结

通过上述滚动更新流程，Kubernetes 可以在不中断服务的情况下，安全且平滑地升级应用，极大地降低了因更新导致的服务中断风险。整个过程的关键特点包括：

1. 控制更新速率：通过配置 maxUnavailable 和 maxSurge，可以精细控制 Pod 的创建与删除速率，避免过多的 Pod 同时不可用。
2. 健康检查与逐步替换：确保新版本 Pod 达到就绪状态后再删除旧版本 Pod，保证服务连续性。
3. 回滚机制：自动记录版本历史，支持快速回滚至稳定版本，提升更新的安全性。

滚动更新使得 Kubernetes 成为一个强大的平台，能够在不断演进的应用环境中，保证系统的稳定和服务的可用性。