KubeVirt项目零停机更新机制深度解析

KubeVirt项目零停机更新机制深度解析

kubevirt Kubernetes Virtualization API and runtime in order to define and manage virtual machines. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ku/kubevirt

概述

KubeVirt作为将虚拟机管理能力引入Kubernetes生态的关键项目，其更新机制的设计直接影响生产环境的稳定性。自v0.17.0版本起，KubeVirt通过Operator实现了零停机更新能力，这在虚拟化管理领域具有重要意义。

零停机更新的核心保障

KubeVirt的零停机更新承诺体现在两个关键维度：

1. 控制平面持续可用：在更新过程中，API服务始终保持响应，用户可以：

   • 不间断地创建、删除虚拟机实例(VMI)
   • 实时修改虚拟机配置
   • 执行各类管理操作

2. 工作负载稳定性：已运行的虚拟机实例(VMI)不会因系统更新而重启或中断，保障业务连续性

更新过程中的已知影响

虽然实现了核心组件的无感知更新，但某些特定场景仍会受到影响：

1. 实时迁移中断：正在进行中的虚拟机迁移操作会失败，但源虚拟机保持运行状态。这是由于virt-handler组件更新时会重置TLS连接。

2. 控制台连接断开：通过virtctl建立的console或VNC连接会中断，这是因为virt-api实例在滚动更新时需要重建。

触发更新的两种方式

方法一：修改KubeVirt CR的imageTag

当KubeVirt自定义资源(CR)中明确指定了imageTag时，可通过修改该字段触发更新：

apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: KubeVirt
metadata:
  name: kubevirt
  namespace: kubevirt
spec:
  imageTag: v0.17.0  # 修改此版本号触发更新
  imagePullPolicy: IfNotPresent

执行更新命令示例：

kubectl patch kv kubevirt -n kubevirt --type=json -p '[{ "op": "add", "path": "/spec/imageTag", "value": "v0.18.0" }]'

方法二：更新KubeVirt Operator

当CR中未指定imageTag时，系统会将KubeVirt版本与Operator版本锁定。此时只需更新Operator即可自动触发KubeVirt更新：

apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: KubeVirt
metadata:
  name: kubevirt
  namespace: kubevirt
spec:
  imagePullPolicy: IfNotPresent  # 未指定imageTag

技术实现细节

组件更新顺序策略

KubeVirt采用智能化的组件更新顺序：

1. 先更新控制器（virt-controller和virt-handler）
2. 最后更新virt-api

这种设计使得旧版virt-api在更新过程中充当特性开关，确保新功能在所有控制器就绪前不会被意外调用。

RBAC权限管理

更新期间系统会短暂同时运行新旧版本组件，因此：

• 系统会合并新旧版本的RBAC规则
• 更新完成后仅保留新版本的权限配置
• 确保过渡期间所有组件都能正常运作

API版本控制策略

新引入的API在更新完成前不可用，这种保守策略确保：

• 集群所有组件都升级到兼容版本后才会开放新API
• 避免出现部分组件无法处理新API对象的情况
• 保证系统状态的一致性

重要版本升级注意事项

v1.0.0版本的存储格式迁移

KubeVirt v1.0.0里程碑版本中，所有核心API的存储版本升级到v1。为平稳过渡：

1. 建议部署kube-storage-version-migrator工具
2. 该工具会自动将v1alpha3版本对象迁移到v1
3. 为后续彻底移除v1alpha3支持做好准备

最佳实践建议

1. 生产环境更新前：先在测试环境验证更新流程
2. 关键业务时段：避免执行大规模更新操作
3. 监控准备：更新期间加强监控virt-api连接状态
4. 迁移操作：在更新前完成或暂缓虚拟机迁移任务

通过理解这些更新机制和技术细节，运维人员可以更自信地在生产环境管理KubeVirt生命周期，实现平滑升级的同时保障业务连续性。

kubevirt Kubernetes Virtualization API and runtime in order to define and manage virtual machines. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ku/kubevirt