K8s进阶之Deployment的更新&回滚

更新概述

更新指的是对 Deployment 所管理应用的配置、镜像版本等进行修改并应用到集群中的过程。通过更新 Deployment，你能够实现应用功能的升级、修复漏洞、调整资源分配等操作。

更新触发条件

• 镜像版本变更：当需要更新应用的功能或修复已知问题时，通常会使用新的镜像版本。例如，从 nginx:1.14.2 更新到nginx:1.16.1。

• 配置参数修改：调整应用的环境变量、资源请求与限制等配置信息。比如，增加容器的内存限制。

• Pod 模板变更：对 Pod 模板中的标签、注解等元数据进行修改。

Deployment的更新策略

滚动更新（RollingUpdate）

这是 Deployment 的默认更新策略，能够实现零停机更新。它通过逐步替换 Pod 来完成更新，始终保持一定数量的 Pod 在运行，从而确保服务在整个更新过程中都可用。

RollingUpdate工作原理

• 创建新的 ReplicaSet，使用新的 Pod 模板。
• 逐步减少旧 ReplicaSet 的 Pod 数量，同时增加新 ReplicaSet 的 Pod 数量。
• 每个新 Pod 创建后，只有通过健康检查（Readiness Probe）后，才会将旧 Pod 终止。

实现方式

通过定义strategy字段来实现，而strategy字段下有两个核心字段：

• maxUnavailable：定义在更新过程中，允许不可用的 Pod 的最大数量或百分比。默认值为 25%。
• maxSurge：定义在更新过程中，允许创建的超过期望副本数的 Pod 的最大数量或百分比。默认值为 25%。

重新创建（Recreate）

这种策略会先删除所有旧的 Pod，然后一次性创建所有新的 Pod。更新期间服务会有短暂不可用，因此适用于开发环境或可以容忍短暂中断的场景

Deployment之滚动更新（RollingUpdate）实现

这是 Deployment 的默认更新策略，能够实现零停机更新。它通过逐步替换 Pod 来完成更新，始终保持一定数量的 Pod 在运行，从而确保服务在整个更新过程中都可用。

定义一个旧版本应用

首先创建一个Depoyment，定义Pod的镜像为nginx:1.14.1，然后将nginx的镜像版本升级为nginx:1.16.1

## 定义资源文件
[root@master01 ~/deploy]# cat deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-nginx
  namespace: default
spec:
  # 定义更新策略
  strategy:
    # 指定类型为RollingUpdate（滚动更新）
    type: RollingUpdate
    # 当更新策略类型为RollingUpdate时，才会定义该字段，否则会报错
    rollingUpdate:
      # 定义创建的超过期望副本数的 Pod 的最大数量，这里设置为3，表示最大会创建13个Pod数量
      maxSurge: 3
      # 定义允许不可用的 Pod 的最大数量，这里设置为2，表示最大不可用的Pod数量为2
      maxUnavailable: 2
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: container-nginx
        image: nginx:1.14.1
      restartPolicy: Always
# 创建deploy
[root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx created

# 查看对应的资源创建情况
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   10/10   10           10          6s
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   10        10        10      11s
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
deployment-nginx-6d84458cd8-2km57   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-dqtsf   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-dtsx7   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-fr5zg   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-hcxz4   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-jm68h   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-nt8zw   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-pjkmd   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-tvxxh   1/1     Running            0               18s
deployment-nginx-6d84458cd8-x7vls   1/1     Running            0               18s

更新至新版本应用

触发更新Deployment有两种方式：

• 通过kubectl set来触发（不推荐）
  
  语法：

kubectl set image <type-name> <container-name>=<image:tag>

参数说明：
type-name：指定类型的名称，对应的metadata中的name字段，例如deployment/deploy-nginx
container-name：容器名称，对应的是containers的name字段，例如nginx
image:tag：表示要更新的镜像及版本

示例：

kubectl set image deployment/deploy-nginx container-nginx=nginx:1.16.1

• 通过修改资源配置文件来触发（推荐）

我们这里修改其资源配置文件来触发

# 修改配置文件
[root@master01 ~/deploy]# cat deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-nginx
  namespace: default
spec:
  # 定义更新策略
  strategy:
    # 指定类型为RollingUpdate（滚动更新）
    type: RollingUpdate
    # 当更新策略类型为RollingUpdate时，才会定义该字段，否则会报错
    rollingUpdate:
      # 定义创建的超过期望副本数的 Pod 的最大数量，这里设置为3，表示最大会创建13个Pod数量
      maxSurge: 3
      # 定义允许不可用的 Pod 的最大数量，这里设置为2，表示最大不可用的Pod数量为2
      maxUnavailable: 2
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: container-nginx
        # 更新镜像版本为1.16.1
        image: nginx:1.16.1
      restartPolicy: Always

# 重新应用它
[root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx configured

查看一下Pod及ReplicaSet的变化

查看Pod的变化

# 第一次查看Pod，发现一共有13个Pod。
# 其中超出预期值为3个，我们定义的副本数量为10，maxSurge的值为3
# 其中可用的Pod数量为8个（也就是不可用的Pod数量为2个，对应的maxUnavailable设置）
# 通过AGE字段发现，旧版本的Pod依旧存在
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
NAME                               READY   STATUS             RESTARTS           AGE
deployment-nginx-6d84458cd8-2km57   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-dqtsf   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-fr5zg   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-hcxz4   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-jm68h   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-pjkmd   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-tvxxh   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-6d84458cd8-x7vls   1/1     Running             0                17m
deployment-nginx-d8898b99d-5pxt8    0/1     ContainerCreating   0                7s
deployment-nginx-d8898b99d-7z4pf    0/1     ContainerCreating   0                7s
deployment-nginx-d8898b99d-gttz8    0/1     ContainerCreating   0                7s
deployment-nginx-d8898b99d-j55fp    0/1     ContainerCreating   0                7s
deployment-nginx-d8898b99d-jfpdt    0/1     ContainerCreating   0                7s

# 最终查看Pod，发现Pod的最终数量为10，且全部更新成功（通过AGE字段查看）
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
NAME                               READY   STATUS             RESTARTS          AGE
deployment-nginx-d8898b99d-2szcx   1/1     Running            0                 18s
deployment-nginx-d8898b99d-5pxt8   1/1     Running            0                 37s
deployment-nginx-d8898b99d-7k44g   1/1     Running            0                 17s
deployment-nginx-d8898b99d-7z4pf   1/1     Running            0                 37s
deployment-nginx-d8898b99d-gttz8   1/1     Running            0                 37s
deployment-nginx-d8898b99d-j55fp   1/1     Running            0                 37s
deployment-nginx-d8898b99d-jfpdt   1/1     Running            0                 37s
deployment-nginx-d8898b99d-kdf7x   1/1     Running            0                 16s
deployment-nginx-d8898b99d-lvpsw   1/1     Running            0                 19s
deployment-nginx-d8898b99d-zfxkf   1/1     Running            0                 15s

查看ReplicaSet的变化：

# 发现有两个rs资源，其中deployment-nginx-6d84458cd8是旧版本的rs，它的副本数量为0
# deployment-nginx-d8898b99d是新版本的rs，它的副本数量为10，就这可以验证deploy滚动更新是基于rs来实现的
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   0         0         0       25m
deployment-nginx-d8898b99d    10        10        10      8m46s

Deployment之重新创建（Recreate）实现

这种策略会先删除所有旧的 Pod，然后一次性创建所有新的 Pod。更新期间服务会有短暂不可用，因此适用于开发环境或可以容忍短暂中断的场景

定义一个旧版本应用

首先创建一个Depoyment，定义Pod的镜像为tomcat:8.0，然后将tomcat的镜像版本升级为tomcat:9.0

## 定义资源文件
[root@master01 ~/deploy]# cat deploy-tomcat.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-tomcat
  namespace: default
spec:
  # 定义更新策略
  strategy:
    # 指定类型为Recreate（重新创建）
    type: Recreate
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat
  template:
    metadata:
      name: pod-tomcat
      labels:
        app: tomcat
    spec:
      containers:
      - name: container-tomcat
        image: tomcat:8.0
      restartPolicy: Always

# 应用它：
[root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-tomcat.yaml
deployment.apps/deployment-tomcat created

查看pod

[root@master01 ~/deploy]# kubectl get po
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-tomcat-85c65466c5-7vsms   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-bh9v9   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-bvhs9   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-czdsb   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-glq5m   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-k6xk7   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-mw8wz   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-tqtzb   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-wftgj   1/1     Running   0          84s
deployment-tomcat-85c65466c5-xxv2p   1/1     Running   0          84s

更新至新版本应用

修改资源配置文件

[root@master01 ~/deploy]# cat deploy-tomcat.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-tomcat
  namespace: default
spec:
  # 定义更新策略
  strategy:
    # 指定类型为Recreate（重新创建）
    type: Recreate
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat
  template:
    metadata:
      name: pod-tomcat
      labels:
        app: tomcat
    spec:
      containers:
      - name: container-tomcat
        # 镜像版本更新至9.0
        image: tomcat:9.0
      restartPolicy: Always

# 重新应用资源文件
[root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-tomcat.yaml
deployment.apps/deployment-tomcat configured

查看ReplicaSet及Pod的变化

查看Pod

# 发现Pod全部处于ContainerCreating的状态，且没有一个处于Ready，验证了Recreate是将Pod全部删除然后重新创建
[root@master01 ~/deploy]# kubectl get po
NAME                                 READY   STATUS              RESTARTS   AGE
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-4dcmh   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-4w8dd   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-8z95r   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-9dgph   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-9wgr4   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-kt7nw   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-lrgfm   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-mpmb9   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-vvbtb   0/1     ContainerCreating   0          6s
deployment-tomcat-7ddf96c4d8-w8knq   0/1     ContainerCreating   0          6s

查看ReplicaSet

[root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
NAME                           DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-tomcat-7ddf96c4d8   10        10        10      27s
deployment-tomcat-85c65466c5   0         0         0       4m

回滚概述

回滚是指在更新过程中出现问题（如应用崩溃、功能异常等）时，将 Deployment 恢复到之前某个稳定版本的操作。Kubernetes 会记录 Deployment 的每次更新历史，方便你随时回滚到指定版本。

回滚也可以理解成Deployment的更新，回滚也会按照我们资源配置文件中相关的配置来进行更新Pod。

回滚操作

• 查看更新历史：使用 kubectl rollout history deployment <deployment-name> 命令查看 Deployment 的更新历史，每个更新都会有一个对应的版本号（Revision）。

• 回滚到上一个版本：使用 kubectl rollout undo deployment <deployment-name> 命令将 Deployment 回滚到上一个稳定版本。

• 回滚到指定版本：使用 kubectl rollout undo deployment <deployment-name> --to-revision=<revision-number> 命令将 Deployment 回滚到指定的版本号。

• 验证回滚结果：使用 kubectl rollout status <deployment-name> 命令查看回滚后的状态，确保回滚操作成功。

回滚示例

以上面Tomcat的为例，将版本回滚至8.0

查看要回滚的Deployment

[root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
NAME                READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-tomcat   10/10   10           10          9m46s

查看历史版本

在 kubectl rollout history 命令的输出里，版本号越大就代表是越新的版本

[root@master01 ~/deploy]# kubectl rollout history deploy/deployment-tomcat
deployment.apps/deployment-tomcat
#版本      #变更的原因
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>  #旧版本
2         <none>  #新版本

回滚到指定的版本

[root@master01 ~/deploy]# kubectl rollout undo deployment deployment-tomcat --to-revision=1
deployment.apps/deployment-tomcat rolled back

查看回滚的结果

[root@master01 ~/deploy]# kubectl rollout status deploy deployment-tomcat
deployment "deployment-tomcat" successfully rolled out

查看Pod

[root@master01 ~/deploy]# kubectl get po
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-tomcat-85c65466c5-5xbcn   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-7tb56   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-dpklc   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-k8sd6   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-m5kqt   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-rlvrz   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-szczs   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-vt89t   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-xrct9   1/1     Running   0          42s
deployment-tomcat-85c65466c5-xtpt6   1/1     Running   0          42s