Kubernetes 实战——升级应用（Deployment）

2023-12-19 15:58:45

一、更新运行在 Pod 内的应用程序

1. 修改 Pod 模板

将导致应用程序在一定时间内不可用

2. 修改 Service 的 Pod 选择器

需要同时运行两倍的 Pod

3. 滚动升级

应用程序需支持两个版本同时对外提供服务

旧版本 ReplicationController 缩容，同时新版本扩容

通过新旧 ReplicationController 副本数的改变，逐渐将所有 Pod 替换成新版本，结束后删除原有的 ReplicationController

二、使用 Deployment

用于部署应用程序，并以声明的方式升级应用

创建 Deployment 时自动创建 ReplicaSet，Pod 由 ReplicaSet 创建和管理

1. 创建 Deployment

定义类似于 ReplicationController。但能指定部署策略：在修改 Deployment 资源时如何执行更新

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: kubia
  template:
    metadata:
      name: kubia
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - image: luksa/kubia:v1
        name: nodejs

# --record：记录历史版本号
$ kubectl create -f kubia-deployment-v1.yaml --record
# 查看部署状态
$ kubectl rollout status deployment kubia
deployment "kubia" successfully rolled out
# 查看部署的资源
$ kubectl get all
NAME                    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/kubia   3/3     3            3           3m34s

NAME                               DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/kubia-59d857b444   3         3         3       3m34s

NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/kubia-59d857b444-4c7v8   1/1     Running   0          3m34s
pod/kubia-59d857b444-7r76k   1/1     Running   0          3m34s
pod/kubia-59d857b444-lrjtp   1/1     Running   0          3m34s

ReplicaSet 创建的 Pod 名称是由 ReplicaSet 名称加上运行时生成的随机字符串组成的
Deployment 创建的 ReplicaSet 包含 Pod 模板的哈希值

2. 升级 Deployment

只需修改 Deployment 资源中定义的 Pod 模板，K8s 会自动将系统状态收敛到定义的状态

升级策略：

RollingUpdate：滚动更新。默认策略
- 渐进删除旧 Pod，同时创建新 Pod
- Pod 数量会浮动，其上下限可配置
Recreate：一次性删除所有旧 Pod，之后创建新 Pod
- 适用：系统不支持多个版本同时对外提供服务。但会出现短暂不可用

演示 RollingUpdate

# 1. 减慢滚动升级速度
# kubectl patch 常用于修改单个或少量资源属性，无需编辑器编辑
$ kubectl patch deployment kubia -p '{"spec": {"minReadySeconds": 10}}'
# 因为 Pod 模板没变，故不会触发滚动升级

# 2. 触发滚动升级
# 指定新的镜像（可设置任何包含容器的资源）
$ kubectl set image deployment kubia nodejs=luksa/kubia:v2

# 3. 查看滚动升级
$ while true; do curl 10.109.157.15; done
# 可以看到刚开始请求 v1，后来慢慢全部切换到 v2

升级过程由 Deployment 控制器完成。流程为：创建新的 ReplicaSet 然后扩容，同时之前的 ReplicaSet 会缩容至 0。旧的 ReplicaSet 仍被保留

若 Deployment 的 Pod 模板引用了 ConfigMap/Secret，更改 ConfigMap/Secret 资源本身不会触发升级操作

若想触发更新可创建新的 ConfigMap/Secret 并修改模板引用

3. 回滚 Deployment

使用新镜像

# v3 版本请求 5 次后会出错
$ kubectl set image deployment kubia nodejs=luksa/kubia:v3
# 查看整个升级过程
$ kubectl rollout status deployment kubia
# 模拟应用出错
$ while true; do curl 10.109.157.15; done

回滚

# 回滚到先前版本
$ kubectl rollout undo deployment kubia
# 显示升级的版本（历史版本号会被保存到 ReplicaSet 中）
$ kubectl rollout history deployment kubia
deployment.apps/kubia 
REVISION  CHANGE-CAUSE  # 若不指定 --record，CHANGE-CAUSE 会为空
1         kubectl create --filename=kubia-deployment-v1.yaml --record=true
3         kubectl create --filename=kubia-deployment-v1.yaml --record=true
4         kubectl create --filename=kubia-deployment-v1.yaml --record=true
# 回滚到指定版本
$ kubectl rollout undo deployment kubia --to-revision=1

undo 也可以在滚动升级过程中运行：停止升级并删除已创建 pod

可通过指定 Deployment 的 revisionHistoryLimit 来限制历史版本数量，默认 10

4. 控制滚动升级速率

spec:
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 1
    type: RollingUpdate

maxSurge：决定 Deployment 配置中期望的副本数之外，最多允许超出的 Pod 实例数量。默认值为 25%（四舍五入）
maxUnavailable：决定在滚动升级期间，相对于期望副本数能够允许多少 Pod 实例处于不可用状态。默认值为 25%（四舍五入）

本例中，replicas=3，因此 Pod 数最多可达到 4 且必须有 2 个 Pod 可用

5. 暂停滚动升级

只升级部分，方便用户验证新版本 Pod

kubectl set image deployment kubia nodejs=luksa/kubia:v4
kubectl rollout pause deployment kubia
# 这样会创建一个（数量不可控）新的 Pod
# 若部署被暂停，在恢复部署之前，撤销命令不会撤销它

恢复滚动升级

kubectl rollout resume deployment kubia

暂停功能还可用于阻止更新 Deployment 后的自动升级行为。可更改多次，完成更改后再升级

6. 滚动升级前检查

minReadySeconds 属性主要是避免部署出错版本的应用，而不是单单减缓部署的速度。它指定新创建的 Pod 至少要成功运行多久之后，才能将其视为可用。在 Pod 可用前，滚动升级的过程不会继续

当容器的所有就绪探针都返回成功时，Pod 被标记为就绪状态。Pod 就绪后等待 minReadySeconds 后才可用，才继续滚动升级

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kubia
spec:
  # 更新可以不用加 replicas
  selector:
    matchLabels:
      app: kubia
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0  # 挨个替换
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      name: kubia
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - image: luksa/kubia:v3
        name: nodejs
        readinessProbe:
          periodSeconds: 1  # 1s 执行一次就绪探针
          httpGet:  # 探针发送的请求
            path: /
            port: 8080

kubectl apply -f kubia-deployment-v3.yaml

默认 10min（spec.progressDeadlineSeconds）内不能完成滚动升级就视为失败，滚动升级会自动取消

可通过 rollout undo 取消滚动升级

修改资源的不同方式

方法	作用	例子
kubectl edit	使用默认编辑器打开资源配置	`kubectl edit pod test`
kubectl patch	修改单个资源属性	`kubectl patch pod test -p '{"spec": {"replicas": 4}}'`
kubectl apply	通过 YAML/JSON 文件修改或创建资源	`kubectl apply -f test.yaml`
kubectl replace	通过 YAML/JSON 文件修改资源（资源需存在）	`kubectl replace -f test.yaml`
kubectl set image	修改包含容器资源的镜像	`kubectl set image pod test nodejs=kubia:v2`

镜像拉取策略

若更改后的镜像推到相同的 tag，会导致镜像不被重新拉取。可设置容器的 imagePullPolicy 为 Always
若容器使用 latest 的 tag，则 imagePullPolicy 默认为 Always，否则为 IfNotPresent

命令

kubectl delete pod --all
kubectl set selector ...
# 提高日志级别，输出所有 kubectl 发起的 API 服务器请求
kubectl ... --v 6

码农公寓