[转]使用kubernetes的deployment进行RollingUpdate

本文对比了Kubernetes中ReplicationController与Deployment的功能差异,重点介绍了Deployment如何实现滚动升级,包括其工作原理、关键参数及操作命令。

转自:https://segmentfault.com/a/1190000008232770

rolling update,可以使得服务近乎无缝地平滑升级,即在不停止对外服务的前提下完成应用的更新。

replication controller与deployment的区别

replication controller

Replication Controller为Kubernetes的一个核心内容,应用托管到Kubernetes之后,需要保证应用能够持续的运行,Replication Controller就是这个保证的key,主要的功能如下:

  • 确保pod数量:它会确保Kubernetes中有指定数量的Pod在运行。如果少于指定数量的pod,Replication Controller会创建新的,反之则会删除掉多余的以保证Pod数量不变。

  • 确保pod健康:当pod不健康,运行出错或者无法提供服务时,Replication Controller也会杀死不健康的pod,重新创建新的。

  • 弹性伸缩 :在业务高峰或者低峰期的时候,可以通过Replication Controller动态的调整pod的数量来提高资源的利用率。同时,配置相应的监控功能(Hroizontal Pod Autoscaler),会定时自动从监控平台获取Replication Controller关联pod的整体资源使用情况,做到自动伸缩。

  • 滚动升级:滚动升级为一种平滑的升级方式,通过逐步替换的策略,保证整体系统的稳定,在初始化升级的时候就可以及时发现和解决问题,避免问题不断扩大。

Deployment

Deployment同样为Kubernetes的一个核心内容,主要职责同样是为了保证pod的数量和健康,90%的功能与Replication Controller完全一样,可以看做新一代的Replication Controller。但是,它又具备了Replication Controller之外的新特性:

  • Replication Controller全部功能:Deployment继承了上面描述的Replication Controller全部功能。

  • 事件和状态查看:可以查看Deployment的升级详细进度和状态。

  • 回滚:当升级pod镜像或者相关参数的时候发现问题,可以使用回滚操作回滚到上一个稳定的版本或者指定的版本。

  • 版本记录: 每一次对Deployment的操作,都能保存下来,给予后续可能的回滚使用。

  • 暂停和启动:对于每一次升级,都能够随时暂停和启动。

  • 多种升级方案:Recreate:删除所有已存在的pod,重新创建新的; RollingUpdate:滚动升级,逐步替换的策略,同时滚动升级时,支持更多的附加参数,例如设置最大不可用pod数量,最小升级间隔时间等等。

deployment的常用命令

查看部署状态

kubectl rollout status deployment/review-demo  --namespace=scm
kubectl describe deployment/review-demo  --namespace=scm

或者这种写法

kubectl rollout status deployments review-demo --namespace=scm
kubectl describe deployments review-demo  --namespace=scm

升级

kubectl set image deployment/review-demo review-demo=library/review-demo:0.0.1 --namespace=scm

或者

kubectl edit deployment/review-demo --namespace=scm

编辑.spec.template.spec.containers[0].image的值

终止升级

kubectl rollout pause deployment/review-demo --namespace=scm

继续升级

kubectl rollout resume deployment/review-demo --namespace=scm

回滚

kubectl rollout undo deployment/review-demo --namespace=scm

查看deployments版本

kubectl rollout history deployments --namespace=scm

回滚到指定版本

kubectl rollout undo deployment/review-demo --to-revision=2 --namespace=scm

升级历史

kubectl describe deployment/review-demo  --namespace=scm
Name:     review-demo
Namespace:    scm
CreationTimestamp:  Tue, 31 Jan 2017 16:42:01 +0800
Labels:     app=review-demo
Selector:   app=review-demo
Replicas:   3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:   RollingUpdate
MinReadySeconds:  0
RollingUpdateStrategy:  1 max unavailable, 1 max surge
OldReplicaSets:   <none>
NewReplicaSet:    review-demo-2741031620 (3/3 replicas created)
Events:
  FirstSeen LastSeen  Count From        SubobjectPath Type    Reason      Message
  --------- --------  ----- ----        ------------- --------  ------      -------
  1m    1m    1 {deployment-controller }    Normal    ScalingReplicaSet Scaled up replica set review-demo-2741031620 to 1
  1m    1m    1 {deployment-controller }    Normal    ScalingReplicaSet Scaled down replica set review-demo-1914295649 to 2
  1m    1m    1 {deployment-controller }    Normal    ScalingReplicaSet Scaled up replica set review-demo-2741031620 to 2
  1m    1m    1 {deployment-controller }    Normal    ScalingReplicaSet Scaled down replica set review-demo-1914295649 to 1
  1m    1m    1 {deployment-controller }    Normal    ScalingReplicaSet Scaled up replica set review-demo-2741031620 to 3
  1m    1m    1 {deployment-controller }    Normal    ScalingReplicaSet Scaled down replica set review-demo-1914295649 to 0

deployment文件

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: review-demo
  namespace: scm
  labels:
    app: review-demo
spec:
  replicas: 3
#  minReadySeconds: 60     #滚动升级时60s后认为该pod就绪
  strategy:
    rollingUpdate:  ##由于replicas为3,则整个升级,pod个数在2-4个之间
      maxSurge: 1      #滚动升级时会先启动1个pod
      maxUnavailable: 1 #滚动升级时允许的最大Unavailable的pod个数
  template:
    metadata:
      labels:
        app: review-demo
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 60 ##k8s将会给应用发送SIGTERM信号,可以用来正确、优雅地关闭应用,默认为30秒
      containers:
      - name: review-demo
        image: library/review-demo:0.0.1-SNAPSHOT
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        livenessProbe: #kubernetes认为该pod是存活的,不存活则需要重启
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 60 ## equals to the maximum startup time of the application + couple of seconds
          timeoutSeconds: 5
          successThreshold: 1
          failureThreshold: 5
        readinessProbe: #kubernetes认为该pod是启动成功的
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 30 ## equals to minimum startup time of the application
          timeoutSeconds: 5
          successThreshold: 1
          failureThreshold: 5
        resources:
          # keep request = limit to keep this container in guaranteed class
          requests:
            cpu: 50m
            memory: 200Mi
          limits:
            cpu: 500m
            memory: 500Mi
        env:
          - name: PROFILE
            value: "test"
        ports:
          - name: http
            containerPort: 8080

几个重要参数说明

maxSurge与maxUnavailable

maxSurge: 1 表示滚动升级时会先启动1个pod
maxUnavailable: 1 表示滚动升级时允许的最大Unavailable的pod个数
由于replicas为3,则整个升级,pod个数在2-4个之间

terminationGracePeriodSeconds

k8s将会给应用发送SIGTERM信号,可以用来正确、优雅地关闭应用,默认为30秒。

如果需要更优雅地关闭,则可以使用k8s提供的pre-stop lifecycle hook 的配置声明,将会在发送SIGTERM之前执行。

livenessProbe与readinessProbe

livenessProbe是kubernetes认为该pod是存活的,不存在则需要kill掉,然后再新启动一个,以达到replicas指定的个数。

readinessProbe是kubernetes认为该pod是启动成功的,这里根据每个应用的特性,自己去判断,可以执行command,也可以进行httpGet。比如对于使用java web服务的应用来说,并不是简单地说tomcat启动成功就可以对外提供服务的,还需要等待spring容器初始化,数据库连接连接上等等。对于spring boot应用,默认的actuator带有/health接口,可以用来进行启动成功的判断。

其中readinessProbe.initialDelaySeconds可以设置为系统完全启动起来所需的最少时间,livenessProbe.initialDelaySeconds可以设置为系统完全启动起来所需的最大时间+若干秒。

这几个参数配置好了之后,基本就可以实现近乎无缝地平滑升级了。对于使用服务发现的应用来说,readinessProbe可以去执行命令,去查看是否在服务发现里头应该注册成功了,才算成功。

### Kubernetes Deployment 和 Pod 概述 Kubernetes 是一种用于自动化部署、扩展和管理容器化应用的开源平台。Deployment 和 Pod 是 Kubernetes 中两个核心概念。 #### Pod 定义与功能 Pod 是可以在 Kubernetes 上创建和管理的最小可部署单元[^1]。每个 Pod 都有一个唯一的 IP 地址,可以包含多个紧密关联的应用容器共享网络和存储资源。这些特性使得 Pod 成为了运行单个微服务实例的理想选择。 对于需要持久化的数据,可以通过定义 PersistentVolumeClaim 来挂载外部存储卷至 Pod 内部。这允许即使在 Pod 被销毁重建之后仍然能够保留重要文件或数据库记录等信息。 ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: example-pod spec: containers: - name: nginx-container image: nginx volumeMounts: - mountPath: /data name: storage-volume volumes: - name: storage-volume persistentVolumeClaim: claimName: my-storage-claim ``` #### Deployment 控制器的作用 Deployment 对象提供了一种声明式的更新应用程序的方式。通过指定期望的状态来描述一组无状态副本集 (ReplicaSet),并由控制器自动调整实际状态使之匹配预期设置。当修改了 Deployment 的模板部分时,它会触发滚动升级过程,在此期间旧版本的服务不会中断正常运作直到新镜像完全替换完毕为止。 此外,还可以利用 RollingUpdate 策略实现零停机时间发布;如果遇到问题,则支持回滚操作恢复之前的稳定版次。 ```yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: web-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: webapp template: metadata: labels: app: webapp spec: containers: - name: frontend image: "nginx" ports: - containerPort: 80 protocol: TCP ``` #### 最佳实践建议 - **健康检查**:为 Pods 设置 LivenessProbe 和 ReadinessProbe 探针以监控其存活状况和服务就绪情况。 - **资源请求与限制**:合理规划 CPU 及内存的需求量级,防止因过度分配而导致节点过载或者浪费集群计算能力。 - **日志收集**:集成集中式日志管理系统如 ELK Stack 或者 Fluentd ,便于后续排查错误原因及性能分析。 - **安全上下文配置**:遵循最小权限原则授予必要的访问控制权给各个组件,并启用 SELinux/AppArmor 进行强制访问控制增强安全性。
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