Deployment 控制器

WAKE UP

2023-12-06

Kubernetes

概述

Deployment是ReplicaSet的高级别抽象，ReplicaSet控制器有的功能Deployment全部具备，ReplicaSet没有的Deployment也具备比如，它提供了滚动升级和回滚的功能。Deployment是控制多个ReplicaSet，从而可以实现无缝升级和回滚。

特点

选择器：ReplicaSet使用标签选择器来选择要管理的Pod副本。
伸缩性：Deployment高级控制器可以根据负载自动伸缩容器数量，以满足应用程序的需求。
自我修复：Deployment高级控制器可以监控容器的健康状况，并在容器出现故障时自动重启或替换容器。
负载均衡：Deployment高级控制器可以通过负载均衡算法，将请求分发到不同的容器实例上，以提高应用程序的性能和可用性。
版本控制：Deployment可以指定多个ReplicaSet，每个ReplicaSet可以控制不同版本的Pod，从而实现灰度发布和回滚。
声明式：指直接修改资源清单yaml文件，然后通过 apply ，就可以更改资源。

工作原理

Deployment控制器建立在ReplicaSet控制器之上，管理多个ReplicaSet，每次更新镜像版本，都会生成一个新的ReplicaSet，把旧的ReplicaSet替换掉，多个ReplicaSet同时存在，但只运行一个ReplicaSet。

如上图所示：ReplicaSet V1版本控制了三个Pod，ReplicaSet V1版本删除一个Pod，会在ReplicaSet V2版本新建一个Pod，以此类推，直到ReplicaSet V2版本完全替换完。

如果ReplicaSet V2版本更新上去存在问题，还可以回滚，Deployment建立在ReplicaSet之上，多个ReplicaSet组成一个Deployment，但只有一个ReplicaSet处于活跃状态。

Deployment YAML编写及参数解释

使用explain命令查看定义可以查看 deployment控制器字段说明：

kubectl explain deployment

Deployment YAML资源清单内容：

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-deployment-1
  labels:
    env: uat
spec:
  replicas: 3
  minReadySeconds: 10  # 更新场景,等待时间,如果没有设置K8S会假设该容器启动起来后就提供服务了
  paused:  # 暂停,当更新Pod时,先暂停,而不是立马更新
  progressDeadlineSeconds: 60 # 更新场景,等待时间超过此值,状态标记False,并说明原因,但是它并不会阻止 Deployment 继续进行卡住后面的操作 
  strategy:
    rollingUpdate:        # 滚动更新,定义滚动更新方式,也就是pod能多几个,少几个
      maxSurge: 20%       # 允许更新中,最多超过Pod数值
      maxUnavailable: 20% # 允许更新中,最多允许几个不可用
  selector:
    matchLabels:
      app: demo-nginx
  template:
    metadata: 
      labels:
        app: demo-nginx
    spec:
      containers:
      - name: demo-nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        startupProbe:      # 启动探测
          tcpSocket:
            port: 80
        livenessProbe:     # 存活探测 
          httpGet:
            port: 80
            path: /index.html
        readinessProbe:    # 就绪探测
          httpGet:
            port: 80
            path: "/index.html"

核心参数详解

spec.minReadySeconds：更新场景,等待时间,如果没有设置K8S会假设该容器启动起来后就提供服务了。
spec.paused：暂停，当更新Pod时,先暂停,而不是立马更新，后面金丝雀发布要用到
spec.progressDeadlineSeconds：更新场景,等待时间超过此值,状态标记False,并说明原因,但是它并不会阻止 Deployment 继续进行卡住后面的操作
spec.strategy.rollingUpdate：滚动更新，定义滚动更新方式，也就是pod能多几个，少几个
spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge：指定在更新期间可以创建的新Pod的最大数量。例如，如果maxSurge设置为1，而Deployment中有3个Pod，则在更新期间可以创建4个Pod，其中3个是旧的Pod，1个是新的Pod。
spec.strategy.rollingUpdate.maxUnavailable：指定在更新期间可以同时停止的旧Pod的最大数量。例如，如果maxUnavailable设置为1，而Deployment中有3个Pod，则在更新期间可以停止2个Pod，其中1个是旧的Pod，1个是新的Pod。

Deployment更新策略：

Deployment目前支持两种更新策略

Recreate：重建式更新，把Pod全部删除，在重新创建，风险很大，不建议使用
rollingUpdate：滚动式更新，批量替换更新，平滑升级，用户无感知

Deployment更新策略百分比方式计算公式：

假设有5个副本，最多一个不可用，就表示最少有4个可用

maxSurge: 25% 5*25%=1.25(~=2) 5+2=7个可用
maxUnavailable: 25% 5%25%=1.25(~=1) 5-1=4个不可用

Deployment针对WEB站点滚动更新

滚动更新是一种自动化较高的更新方式，即一批一批的更新Pod资源，用户体验比较平滑。滚动更新使用 spec.strategy.rollingUpdate 字段来定义。

基于上面YAML资源清单进行滚动更新，更换镜像版本为V2 YAML如下：

cat web-deployment.yaml 
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-deployment
  labels:
    env: uat
spec:
  replicas: 5
  minReadySeconds: 10  
  progressDeadlineSeconds: 60 
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 30%         # 5*30%=1.5(~=2), 2+5=7,更新期间最多创建7个Pod 
      maxUnavailable: 20%   # 5*20%=1, 1-5=4,更新期间最多停止4个Pod
  selector:
    matchLabels:
      app: web-nginx
  template:
    metadata: 
      labels:
        app: web-nginx
    spec:
      containers:
      - name: web-nginx
        image: web:v2    # 版本更新
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        startupProbe:
          tcpSocket:
            port: 80
        livenessProbe:
          httpGet:
            port: 80
            path: /index.html
        readinessProbe:
          httpGet:
            port: 80
            path: "/index.html"

执行更新命令

kubectl apply -f web-deployment.yaml

Deployment针对WEB站点回滚版本

查看历史版本：

kubectl rollout history deployment web-deployment

回滚版本

kubectl rollout undo deployment web-deployment --to-revision=1