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