ASP.NET Core on K8S深入学习（5）Rolling Update

2022-06-30 20:26:18

本篇已加入《.NET Core on K8S学习实践系列文章索引》，可以点击查看更多容器化技术相关系列文章。

一、什么是Rolling Update？

　　为了服务升级过程中提供可持续的不中断的服务，K8S提供了Rolling Update机制，它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。滚动更新采用渐进的方式逐步替换旧版本Pod，如果更新不如预期，那么也可以通过回滚操作恢复到更新前的状态。

滚动更新的最大好处在于零停机，整个更新过程始终有副本在运行，从而保证了业务的连续性。

　　为了实践滚动更新，我们先做一些准备工作：

　　（1）准备一个ASP.NET Core WebAPI项目，具体项目代码参见这里。

　　项目代码里边有三个版本，如下图所示：

　　他们之间的差别在于一个接口的返回JSON数据，比如V1.0版本中返回的是Version: 1.0，而V1.1版本中返回的是Version：1.1，那么V1.2版本则是返回Versioin：1.2。

    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class HomeController : ControllerBase
    {
        // GET api/home
        [HttpGet]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> Get()
        {
            return new string[] {
                "Hello, welcome to EDC's demo. Version: 1.0"
            };
        }
    }

　　（2）将此项目各个版本根据Dockerfile打成镜像，分别是k8s-demo:1.0,1.1,1.2

　　（3）将本地镜像push到远程镜像仓库，这里我传送到了docker hub的一个公共仓库里边：

docker push edisonsaonian/k8s-demo:1.0
docker push edisonsaonian/k8s-demo:1.1
docker push edisonsaonian/k8s-demo:1.2

二、更新实践

　　首先，我们先创建一个1.0版本到K8S中，准备YAML配置文件（这次我们将Deployment和Service的资源定义写在了一起）：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edc-webapi-deployment
  namespace: aspnetcore
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      name: edc-webapi
  template:
    metadata:
      labels:
        name: edc-webapi
    spec:
      containers:
      - name: edc-webapi-container
        image: edisonsaonian/k8s-demo:1.0
        ports:
        - containerPort: 80
        imagePullPolicy: IfNotPresent

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: edc-webapi-service
  namespace: aspnetcore
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - nodePort: 31000 
      port: 8080
      targetPort: 80
  selector:
    name: edc-webapi

　　然后，通过kubectl进行创建：

kubectl apply -f k8s-demo.yaml

　　通过kubectl进行验证：

　　通过外部访问接口验证：

　　假设1.0版本运行了一段时间，我们又做了一些优化准备发布1.1版本，那么这时我们可以借助Rolling Update进行滚动更新，只需要修改一下YAML配置文件：将镜像版本的Tag更改为1.1即可。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edc-webapi-deployment
  namespace: aspnetcore
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      name: edc-webapi
  template:
    metadata:
      labels:
        name: edc-webapi
    spec:
      containers:
      - name: edc-webapi-container
        image: edisonsaonian/k8s-demo:1.1
        ports:
        - containerPort: 80
        imagePullPolicy: IfNotPresent

　　同样，再次通过kubectl进行创建即可完成实时更新：

kubectl apply -f k8s-demo.yaml

　　再次验证一下：镜像已经变成了1.1

　　通过外部接口访问，返回数据也已经更新：

　　按照上面的步骤，我们再次更新到1.2，最后的效果如下：

三、回滚实践

　　当我们通过kubectl每次更新应用时，K8S都会记录下当前的配置，保存为一个revision（版次），这样就可以回滚到某个特定的revision。回想一下，我们在版本管理工具类似于SVN，Git中，都可以方便的回滚到之前的某个revision中。

　　默认配置下，K8S只会保留最近的几个revision，可以在Deployment配置文件中通过revisionHistoryLimit属性增加revision数量。例如下面的例子，将revision数量设置为10：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edc-webapi-deployment
  namespace: aspnetcore
spec:
  revisionHistoryLimit: 10
  ......

　　下面，以上面的示例为例，我们发现V1.2版本中存在某些bug，需要回退到上一个V1.1版本：

kubectl rollout undo deployment edc-webapi-deployment -n aspnetcore

　　通过外部访问接口验证一下：已经回退到了1.1了。

　　如果想要回退到更远的老版本呢？这时，就需要借助--record命令了。怎么弄呢？下面慢慢道来：

　　（1）准备三个YAML配置文件，分别是：k8s-demo-v1.0.yaml，k8s-demo-v1.1.yaml及k8s-demo-v1.2.yaml。

　　（2）通过kubectl apply部署并更新应用，需要注意的就是加上 --record。

　　加上--record的作用在于将当前命令记录到revision（版次）记录中，这样可以方便我们在后面通过kubectl rollback时去指定revision。我们也可以通过以下命令去查看各个revision的记录：

kubectl rollout history deployment edc-webapi-deployment -n aspnetcore

　　这里可以通过CHANGE-CAUSE看到每个revision的具体含义，前提条件就是需要在kubectl apply时加上--record参数。

　　（3）这时我们再进行rollback时，可以指定具体revision号了：

kubectl rollout undo deployment edc-webapi-deployment --to-revision=1 -n aspnetcore

　　验证一下是否回退到了1.0版本：

　　可以看到，已经从1.2回退到了1.0版本，符合预期！

四、Rolling Update原理

　　K8S中对于更Rolling Update的操作主要是针对ReplicaSet的操作，可以通过如下命令查看验证：

kubectl get replicaset -n aspnetcore -o wide

　　可以看到1.0的ReplicaSet edc-webapi-deployment-75977bbfdc创建之后然后被清理了，已经没有正在运行的Pod了。转而创建了新的ReplicaSet edc-webapi-deployment-797dd9b8f8，它有两个正在运行的Pod。

　　具体过程我们还可以通过以下命令查看：

kubectl describe deployment edc-webapi-deployment -n aspnetcore

　　通过日志可以看到，在进行对ReplicaSet的伸缩过程中，ReplicaSet会随之增加或减少一个Pod，从而完成Pod的替换以实现滚动更新的结果。

五、小结

　　滚动更新的最大好处在于零停机，整个更新过程始终有副本在运行，从而保证了业务的连续性。本文介绍了滚动更新的概念，然后通过更新和回滚一个ASP.NET Core应用演示了如何在K8S中进行滚动更新。

参考资料

（1）CloudMan，《每天5分钟玩转Kubernetes》

（2）李振良，《一天入门Kubernets教程》

（3）马哥（马永亮），《Kubernetes快速入门》

（4）go4it，《使用kubernetes的deployment进行RollingUpdate》

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