Kubernetes最佳实践S01E07：零停机更新Kubernetes集群

2021-10-26 17:00:46

每个人都知道，保持应用程序最新以及优化安全性和性能是一种很好的做法。 Kubernetes和Docker可以更轻松地执行这些更新，因为您可以使用更新构建新容器并相对轻松地部署它。

就像您的应用程序一样，Kubernetes不断获得新功能和安全更新，因此底层节点和Kubernetes基础架构也需要保持最新。

在本期Kubernetes最佳实践中，让我们来看看Google Kubernetes Engine如何让您的Kubernetes集群轻松升级！

集群的两个部分：Master和Node

在升级群集时，需要更新两个部分：Mater和Node。需要首先更新Master，Node随后。让我们看看如何使用Kubernetes Engine升级它们。

零停机更新Master

Kubernetes Engine会在发布点发布时会自动升级Master，但通常不会自动升级到新版本（例如，1.7到1.8）。准备好升级到新版本后，只需单击Kubernetes Engine控制台中的升级主按钮即可。

但是，您可能已经注意到该对话框显示以下内容：

“更改主版本可能会导致几分钟的控制平面停机。在此期间，您将无法编辑此群集。”

当主服务器关闭进行升级时，deployments，services将继续按预期工作。但是，任何需要Kubernetes API的东西都会停止工作。这意味着kubectl将停止工作，那些使用Kubernetes API获取有关群集信息的应用程序将停止工作，您基本上无法在集群升级时对群集进行任何更改。

那么如何更新Master而不会导致停机呢？

具有Kubernetes Engine区域集群的高可用Masters

虽然标准的zonal Kubernetes Engine集群只有一个Master支持它们，但您可以创建regional集群，提供多区域，高可用性的Master（注意：Kubernetes Engine区域集群最近普遍可用）。

创建群集时，请务必选择regional选项：

就是这样！ Kubernetes引擎自动在三个zone中创建Node和Master，Master位于负载平衡的IP地址后面，因此Kubernetes API将在升级期间继续工作。

零停机更新Node

升级节点时，您可以使用几种不同的策略。我想关注两个：

滚动更新
使用节点池迁移

滚动更新

更新Kubernetes Node的最简单方法是使用滚动更新。这是Kubernetes Engine用于更新Node的默认升级机制。

滚动更新以下列方式工作。一个接一个，一个释放，一个锁存，直到该Node上不再运行Pod。然后删除该Node，并使用更新的Kubernetes版本创建新Node。该Node启动并运行后，将更新下一个Node。这一直持续到所有Node都更新为止。

您可以通过在节点池（Node Pool）上启用自动节点升级，让Kubernetes Engine完全为您管理此过程。

如果您不选择此选项，Kubernetes Engine仪表板会在升级可用时提醒您：

只需单击该链接，然后按照提示开始滚动更新。

警告：确保您的Pod由ReplicaSet，Deployment，StatefulSet或类似的东西管理。独立Pod不会被重新调度！

虽然在Kubernetes Engine上执行滚动更新很简单，但它有一些缺点。

一个缺点是您在群集中获得的节点容量少一个。通过扩展节点池以添加额外容量，然后在升级完成后将其缩小，可以轻松解决此问题。

滚动更新的完全自动化特性使其易于操作，但您对该过程的控制较少。如果出现问题，还需要时间回滚到旧版本，因为您必须停止滚动更新然后撤消它。

使用节点池（Node Pool）迁移

您可以创建新节点池，等待所有节点运行，然后一次在一个节点上迁移工作负载，而不是像滚动更新那样升级“活跃的”节点池。

我们假设我们的Kubernetes集群现在有三个VM。您可以使用以下命令查看节点：

kubectl get nodes
NAME STATUS AGE
gke-cluster-1-default-pool-7d6b79ce-0s6z Ready 3h
gke-cluster-1-default-pool-7d6b79ce-9kkm Ready 3h
gke-cluster-1-default-pool-7d6b79ce-j6ch Ready 3h

创建新的节点池

要创建名为pool-two的新节点池，请运行以下命令：

gcloud container node-pools create pool-two

注意：请记住此自定义命令，以便新节点池与旧池相同。如果需要，还可以使用Kubernetes Engine GUI创建新节点池。

现在，如果您检查节点，您会注意到有三个节点具有新池名称：

$ kubectl get nodes
NAME STATUS AGE
gke-cluster-1-pool-two-9ca78aa9–5gmk Ready 1m
gke-cluster-1-pool-two-9ca78aa9–5w6w Ready 1m
gke-cluster-1-pool-two-9ca78aa9-v88c Ready 1m
gke-cluster-1-default-pool-7d6b79ce-0s6z Ready 3h
gke-cluster-1-default-pool-7d6b79ce-9kkm Ready 3h
gke-cluster-1-default-pool-7d6b79ce-j6ch Ready 3h

但是，Pod仍然在旧节点上！让我们来迁移Pod到新节点上。

释放旧节点池

现在我们需要将工作负载迁移到新节点池。让我们以滚动的方式一次迁移一个节点。

首先，cordon（隔离）每个旧节点。这将阻止新的Pod安排到它们上面。

kubectl cordon <node_name>

一旦所有旧节点都被隔离，就只能将Pod调度到新节点上。这意味着您可以开始从旧节点中删除Pod，Kubernetes会自动在新节点上调度它们。

警告：确保您的Pod由ReplicaSet，Deployment，StatefulSet或类似的东西管理。独立Pod不会被重新调度！

运行以下命令以释放每个节点。这将删除该节点上的所有Pod。

kubectl drain <node_name> --force

释放节点后，确保新的Pod已启动并运行，然后再转到下一个节点。

如果您在迁移过程中遇到任何问题，请取消旧池的保护，然后隔离并释放新池。 Pod会被重新调度回旧池。

删除旧节点池

一旦所有Pod安全地重新调度，就可以删除旧池了。

将default-pool替换为要删除的池。

gcloud container node-pools delete default-pool

您刚刚成功更新了所有节点！

结论

通过使用Kubernetes Engine，您只需点击几下即可使Kubernetes集群保持最新状态。
如果您没有使用像Kubernetes Engine这样的托管服务，您仍然可以将滚动更新或节点池方法用在您自己的集群升级上。不同之处在于您需要手动将新节点添加到集群中，并自行执行主升级，这可能很棘手。
我强烈建议使用Kubernetes Engine regional集群来实现高可用Master和自动节点升级，以获得无烦恼的升级体验。如果您需要对节点更新进行额外控制，则使用节点池可以为您提供该控制，而不会放弃Kubernetes Engine为您提供的托管Kubernetes平台的优势。

到这里，我们要结束关于Kubernetes最佳实践的系列文章的第一季了。如果您对希望我解决的其他主题有所了解，可以在Twitter上找到我。

本文转自DockOne-Kubernetes最佳实践S01E07：零停机更新Kubernetes集群

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