Kubernetes 实战：使用 Deployment 运行无状态应用

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前言

在 Kubernetes 中，Deployment 是最常用的工作负载资源之一，它为我们提供了一种声明式的方式来管理应用部署。本文将深入探讨如何使用 Deployment 来运行和管理无状态应用，适合 Kubernetes 初学者和希望巩固基础的中级用户。

什么是 Deployment？

Deployment 是 Kubernetes 中用于管理无状态应用的高级抽象，它提供了以下关键功能：

1. 声明式更新：只需描述期望状态，Deployment 控制器会自动将实际状态调整为期望状态
2. 滚动更新：支持零停机时间的应用更新
3. 回滚能力：当更新出现问题时可以轻松回退到之前的版本
4. 扩缩容：可以轻松调整应用实例(Pod)的数量

创建第一个 Deployment

让我们从一个简单的 Nginx 部署开始。我们将使用 YAML 文件来定义 Deployment 的期望状态。

Deployment YAML 示例

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

这个 YAML 文件定义了一个名为 nginx-deployment 的 Deployment，它会创建 2 个 Pod 副本，每个 Pod 都运行 nginx:1.14.2 容器。

创建 Deployment

使用 kubectl 应用这个 YAML 文件：

kubectl apply -f deployment.yaml

查看 Deployment 状态

创建 Deployment 后，我们可以使用以下命令检查其状态：

查看 Deployment 详情

kubectl describe deployment nginx-deployment

这个命令会输出 Deployment 的详细信息，包括：

• 副本数量
• 更新策略
• 当前状态
• 相关事件

查看 Deployment 创建的 Pod

kubectl get pods -l app=nginx

这会列出所有带有 app=nginx 标签的 Pod，这些 Pod 就是由我们的 Deployment 创建的。

更新 Deployment

更新 Deployment 是 Kubernetes 中非常常见的操作。假设我们需要将 Nginx 版本从 1.14.2 升级到 1.16.1：

更新 YAML 文件

修改之前的 YAML 文件，将镜像版本改为 1.16.1：

image: nginx:1.16.1

应用更新

kubectl apply -f deployment-update.yaml

Kubernetes 会自动执行滚动更新，逐步用新版本的 Pod 替换旧版本的 Pod，确保服务不中断。

扩缩容 Deployment

根据应用负载变化，我们可能需要调整 Pod 的数量。

水平扩展

将副本数从 2 增加到 4：

replicas: 4

应用修改：

kubectl apply -f deployment-scale.yaml

验证扩展

kubectl get pods -l app=nginx

现在应该能看到 4 个运行的 Pod。

Deployment 工作原理

理解 Deployment 的工作原理有助于更好地使用它：

1. 控制器模式：Deployment 控制器持续监控集群状态
2. ReplicaSet：Deployment 通过创建和管理 ReplicaSet 来实现副本控制
3. 滚动更新策略：默认情况下，Deployment 会确保至少 75% 的 Pod 可用
4. 版本记录：Deployment 会保留更新历史，方便回滚

最佳实践

1. 使用标签选择器：确保 Deployment 的 selector 与 Pod 模板中的标签匹配
2. 资源限制：为容器设置资源请求和限制
3. 就绪探针：配置就绪探针以确保流量只路由到准备好的 Pod
4. 版本控制：使用有意义的版本标签而非 latest
5. 监控：设置适当的监控和告警

删除 Deployment

当不再需要 Deployment 时，可以将其删除：

kubectl delete deployment nginx-deployment

这会删除 Deployment 及其管理的所有 Pod。

总结

Deployment 是 Kubernetes 中管理无状态应用的核心资源，它提供了强大的部署、更新和扩缩容能力。通过本文的实践，你应该已经掌握了 Deployment 的基本使用方法。在实际生产环境中，Deployment 通常与其他 Kubernetes 资源如 Service、Ingress 等配合使用，构建完整的应用部署方案。

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