K8s控制器Deployment详解
回顾 ReplicaSet 控制器,该控制器是用来维护集群中运行的 Pod 数量的，但是往往在实际操纵的时间，我们反而不会去直接利用 RS，而是会利用更上层的控制器，比如说 Deployment。Deployment 一个非常紧张的功能就是实现了 Pod 的滚动更新，比如我们应用更新了，我们只须要更新我们的容器镜像，然后修改 Deployment 内里的 Pod 模板镜像，那么 Deployment 就会用滚动更新（Rolling Update）的方式来升级如今的 Pod，这个能力黑白常紧张的，因为对于线上的服务我们须要做到不中断服务，所以滚动更新就成了必须的一个功能。而 Deployment 这个能力的实现，依靠的就是ReplicaSet 这个资源对象。
线上应用建议利用 kubectl rollout restart 进行平滑重启，避免 kubectl delete pod 造成短暂不可用。
回滚时，先用 kubectl rollout history 确承认用版本，然后执行 kubectl rollout undo。
更新过程中，可利用 kubectl rollout pause 和 resume 进行分阶段部署。
Deployment 资源对象的格式和 ReplicaSet 险些同等，如下资源对象就是一个常见的 Deployment 资源类型。
创建下这个资源对象，查察 Pod 状态：
$ kubectl apply -f - << EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name:nginx-deploy
namespace: default
spec:
replicas: 3# 期望的 Pod 副本数量，默认值为1
selector:# Label Selector，必须匹配 Pod 模板中的标签
matchLabels:
app: nginx
template:# Pod 模板
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
EOF
$ kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deploy 3/3 3 3 58s
$ kubectl get pods -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deploy-85ff79dd56-7r76h 1/1 Running 0 41s
nginx-deploy-85ff79dd56-d5gjs 1/1 Running 0 41s
nginx-deploy-85ff79dd56-txc4h 1/1 Running 0 41s
到这里我们发现和之前的 RS 对象是否没有什么两样，都是根据spec.replicas来维持的副本数量，我们随意查察一个 Pod 的形貌信息：
$ kubectl describe pod nginx-deploy-85ff79dd56-txc4h | grep Controlled
Controlled By: ReplicaSet/nginx-deploy-85ff79dd56
我们细致查察其中有这样一个信息Controlled By: ReplicaSet/nginx-deploy-85ff79dd56，什么意思？是不是表现当前我们这个 Pod 的控制器是一个 ReplicaSet 对象啊，我们不是创建的一个 Deployment 吗？为什么 Pod 会被 RS 所控制呢？那我们再去看下这个对应的 RS 对象的详细信息怎样呢：
$ kubectl describe rs nginx-deploy-85ff79dd56
Name: nginx-deploy-85ff79dd56
Namespace: default
Selector: app=nginx,pod-template-hash=85ff79dd56
Labels: app=nginx
pod-template-hash=85ff79dd56
Annotations: deployment.kubernetes.io/desired-replicas: 3
deployment.kubernetes.io/max-replicas: 4
deployment.kubernetes.io/revision: 1
Controlled By:Deployment/nginx-deploy
Replicas: 3 current / 3 desired
Pods Status: 3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
......
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
NormalSuccessfulCreate4m52sreplicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-7r76h
NormalSuccessfulCreate4m52sreplicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-d5gjs
NormalSuccessfulCreate4m52sreplicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-txc4h
其中有这样的一个信息：Controlled By: Deployment/nginx-deploy，明白了吧？意思就是我们的 Pod 依靠的控制器 RS 实际上被我们的 Deployment 控制着呢，我们可以用下图来阐明 Pod、ReplicaSet、Deployment 三者之间的关系：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e5e821cd92f943d1839101f8010717df.png
通过上图我们可以很清楚的看到，定义了3个副本的 Deployment 与 ReplicaSet 和 Pod 的关系，就是一层一层进行控制的。ReplicaSet 作用和之前一样还是来保证 Pod 的个数始终生存指定的数量，所以 Deployment 中的容器 restartPolicy只能是Always 就是这个原因，因为容器必须始终保证本身处于 Running 状态，ReplicaSet 才可以去明白调解 Pod 的个数。而 Deployment 是通过管理 ReplicaSet 的数量和属性来实现程度扩展/收缩以及滚动更新两个功能的。
程度伸缩
程度扩展/收缩的功能比较简单，因为 ReplicaSet 就可以实现，所以 Deployment 控制器只须要去修改它缩控制的 ReplicaSet 的 Pod 副本数量就可以了。比如如今我们把 Pod 的副本调解到 4 个，那么 Deployment 所对应的 ReplicaSet 就会自动创建一个新的 Pod 出来，这样就程度扩展了，我们可以利用一个新的命令 kubectl scale 命令来完成这个操纵：
$ kubectl scale deployment nginx-deploy --replicas=4
deployment.apps/nginx-deployment scaled
扩展完成后可以查察当前的 RS 对象：
$ kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deploy-85ff79dd56 4 4 3 40m
可以看到盼望的 Pod 数量已经变成 4 了，只是 Pod 还没准备完成，所以 READY 状态数量还是 3，同样查察 RS 的详细信息：
$ kubectl describe rs nginx-deploy-85ff79dd56
Name: nginx-deploy-85ff79dd56
Namespace: default
Selector: app=nginx,pod-template-hash=85ff79dd56
......
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ -------- -------
NormalSuccessfulCreate40m replicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-7r76h
NormalSuccessfulCreate40m replicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-d5gjs
NormalSuccessfulCreate40m replicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-txc4h
NormalSuccessfulCreate17s replicaset-controllerCreated pod: nginx-deploy-85ff79dd56-tph9g
可以看到 ReplicaSet 控制器增长了一个新的 Pod，同样的 Deployment 资源对象的事件中也可以看到完成了扩容的操纵：
$ kubectl describe deploy nginx-deploy
Name: nginx-deploy
Namespace: default
......
OldReplicaSets:<none>
NewReplicaSet: nginx-deploy-85ff79dd56 (4/4 replicas created)
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
NormalScalingReplicaSet43m deployment-controllerScaled up replica set nginx-deploy-85ff79dd56 to 3
NormalScalingReplicaSet3m16sdeployment-controllerScaled up replica set nginx-deploy-85ff79dd56 to 4
滚动更新
假如只是程度扩展/收缩这两个功能，就完全没须要设计 Deployment 这个资源对象了，Deployment 最突出的一个功能是支持滚动更新，比如如今我们须要把应用容器更改为 nginx:1.7.9 版本，修改后的资源清单文件如下所示：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name:nginx-deploy
namespace: default
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
minReadySeconds: 5
strategy:
type: RollingUpdate# 指定更新策略：RollingUpdate和Recreate
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 1
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
后前面相比较，除了更改了镜像之外，我们还指定了更新计谋：
minReadySeconds: 5
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 1
[*]minReadySeconds：表现 Kubernetes 在等待设置的时间后才进行升级，假如没有设置该值，Kubernetes 会假设该容器启动起来后就提供服务了，假如没有设置该值，在某些极度环境下可能会造成服务不正常运行，默认值就是0。
[*]type=RollingUpdate：表现设置更新计谋为滚动更新，可以设置为Recreate和RollingUpdate两个值，Recreate表现全部重新创建，默认值就是RollingUpdate。
[*]maxSurge：表现升级过程中最多可以比原先设置多出的 Pod 数量，例如：maxSurage=1，replicas=5，就表现Kubernetes 会先启动一个新的 Pod，然后才删掉一个旧的 Pod，整个升级过程中最多会有5+1个 Pod。
[*]maxUnavaible：表现升级过程中最多有多少个 Pod 处于无法提供服务的状态，例如：maxUnavaible=1，则表现 Kubernetes 整个升级过程中最多会有1个 Pod 处于无法服务的状态。
✅ maxSurge 和 maxUnavailable 不能同时为 0，否则 Deployment 无法完成滚动更新。
• 至少有一个大于 0，否则 Pod 无法被替换。
• 推荐 maxSurge: 25%、maxUnavailable: 25%，兼顾可用性和更新速度。
• maxSurge: 1, maxUnavailable: 0 实用于高可用业务，确保无中断更新。
• maxSurge: 0, maxUnavailable: 1 实用于资源受限场景，节省资源但更新更慢。
如今我们来直接更新上面的 Deployment 资源对象：
$ kubectl apply -f nginx-deploy.yaml
更新后，我们可以执行下面的 kubectl rollout status 命令来查察我们此次滚动更新的状态：
$ kubectl rollout status deployment/nginx-deploy
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
从上面的信息可以看出我们的滚动更新已经有两个 Pod 已经更新完成了，在滚动更新过程中，我们还可以执行如下的命令来暂停更新：
$ kubectl rollout pause deployment/nginx-deploy
deployment.apps/nginx-deploy paused
这个时间我们的滚动更新就暂停了，此时我们可以查察下 Deployment 的详细信息：
$ kubectl describe deploy nginx-deploy
Name: nginx-deploy
Namespace: default
CreationTimestamp: Sat, 16 Nov 2019 16:01:24 +0800
Labels: <none>
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 2
kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
{"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"name":"nginx-deploy","namespace":"default"},"spec":{"minReadySec...
Selector: app=nginx
Replicas: 3 desired | 2 updated | 4 total | 4 available | 0 unavailable
StrategyType: RollingUpdate
MinReadySeconds: 5
RollingUpdateStrategy:1 max unavailable, 1 max surge
......
OldReplicaSets:nginx-deploy-85ff79dd56 (2/2 replicas created)
NewReplicaSet: nginx-deploy-5b7b9ccb95 (2/2 replicas created)
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
NormalScalingReplicaSet26m deployment-controllerScaled up replica set nginx-deploy-85ff79dd56 to 4
NormalScalingReplicaSet3m44sdeployment-controllerScaled down replica set nginx-deploy-85ff79dd56 to 3
NormalScalingReplicaSet3m44sdeployment-controllerScaled up replica set nginx-deploy-5b7b9ccb95 to 1
NormalScalingReplicaSet3m44sdeployment-controllerScaled down replica set nginx-deploy-85ff79dd56 to 2
NormalScalingReplicaSet3m44sdeployment-controllerScaled up replica set nginx-deploy-5b7b9ccb95 to 2
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/cfe91add0b1d4103864c3e40a0fac28d.png
我们细致观察 Events 事件地区的变化，上面我们用 kubectl scale 命令将 Pod 副本调解到了 4，如今我们更新的时间是不是声明又变成 3 了，所以 Deployment 控制器首先是将之前控制的 nginx-deploy-85ff79dd56 这个 RS 资源对象进行缩容操纵，然后滚动更新开始了，可以发现 Deployment 为一个新的 nginx-deploy-5b7b9ccb95 RS 资源对象首先新建了一个新的 Pod，然后将之前的 RS 对象缩容到 2 了，再然后新的 RS 对象扩容到 2，后面由于我们暂停滚动升级了，所以没有后续的事件了，各人有看明白这个过程吧？这个过程就是滚动更新的过程，启动一个新的 Pod，杀掉一个旧的 Pod，然后再启动一个新的 Pod，这样滚动更新下去，直到全都变成新的 Pod，这个时间系统中应该存在 4 个 Pod，因为我们设置的计谋maxSurge=1，所以在升级过程中是允许的，而且是两个新的 Pod，两个旧的 Pod：
$ kubectl get pods -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deploy-5b7b9ccb95-k6pkh 1/1 Running 0 11m
nginx-deploy-5b7b9ccb95-l6lmx 1/1 Running 0 11m
nginx-deploy-85ff79dd56-7r76h 1/1 Running 0 75m
nginx-deploy-85ff79dd56-txc4h 1/1 Running 0 75m
查察 Deployment 的状态也可以看到当前的 Pod 状态：
$ kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deploy 4/3 2 4 75m
这个时间我们可以利用kubectl rollout resume来恢复我们的滚动更新：
$ kubectl rollout resume deployment/nginx-deploy
deployment.apps/nginx-deploy resumed
$ kubectl rollout status deployment/nginx-deploy
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
deployment "nginx-deploy" successfully rolled out
看到上面的信息证明我们的滚动更新已经乐成了，同样可以查察下资源状态：
$ kubectl get pod -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deploy-5b7b9ccb95-gmq7v 1/1 Running 0 115s
nginx-deploy-5b7b9ccb95-k6pkh 1/1 Running 0 15m
nginx-deploy-5b7b9ccb95-l6lmx 1/1 Running 0 15m
$ kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deploy 3/3 3 3 79m
这个时间我们查察 ReplicaSet 对象，可以发现会出现两个：
$ kubectl get rs -l app=nginx
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deploy-5b7b9ccb95 3 3 3 18m
nginx-deploy-85ff79dd56 0 0 0 81m
从上面可以看出滚动更新之前我们利用的 RS 资源对象的 Pod 副本数已经变成 0 了，而滚动更新后的 RS 资源对象变成了 3 个副本，我们可以导出之前的 RS 对象查察：
$ kubectl get rs nginx-deploy-85ff79dd56 -o yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
annotations:
deployment.kubernetes.io/desired-replicas: "3"
deployment.kubernetes.io/max-replicas: "4"
deployment.kubernetes.io/revision: "1"
creationTimestamp: "2019-11-16T08:01:24Z"
generation: 5
labels:
app: nginx
pod-template-hash: 85ff79dd56
name: nginx-deploy-85ff79dd56
namespace: default
ownerReferences:
- apiVersion: apps/v1
blockOwnerDeletion: true
controller: true
kind: Deployment
name: nginx-deploy
uid: b0fc5614-ef58-496c-9111-740353bd90d4
resourceVersion: "2140545"
selfLink: /apis/apps/v1/namespaces/default/replicasets/nginx-deploy-85ff79dd56
uid: 8eca2998-3610-4f80-9c21-5482ba579892
spec:
replicas: 0
selector:
matchLabels:
app: nginx
pod-template-hash: 85ff79dd56
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: nginx
pod-template-hash: 85ff79dd56
spec:
containers:
- image: nginx
imagePullPolicy: Always
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
protocol: TCP
resources: {}
terminationMessagePath: /dev/termination-log
terminationMessagePolicy: File
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
schedulerName: default-scheduler
securityContext: {}
terminationGracePeriodSeconds: 30
status:
observedGeneration: 5
replicas: 0
我们细致观察这个资源对象内里的形貌信息除了副本数变成了replicas=0之外，和更新之前没有什么区别吧？各人看到这里想到了什么？有了这个 RS 的纪录存在，是不是我们就可以回滚了啊？而且还可以回滚到前面的恣意一个版本，这个版本是怎样定义的呢？我们可以通过命令 rollout history 来获取：
$ kubectl rollout history deployment nginx-deploy
deployment.apps/nginx-deploy
REVISIONCHANGE-CAUSE
1 <none>
2 <none>
其实 rollout history 中纪录的 revision 是和 ReplicaSets 一一对应。假如我们手动删除某个 ReplicaSet，对应的rollout history就会被删除，也就是说你无法回滚到这个revison了，同样我们还可以查察一个revison的详细信息：
$ kubectl rollout history deployment nginx-deploy --revision=1
deployment.apps/nginx-deploy with revision #1
Pod Template:
Labels: app=nginx
pod-template-hash=85ff79dd56
Containers:
nginx:
Image: nginx
Port: 80/TCP
Host Port:0/TCP
Environment: <none>
Mounts: <none>
Volumes: <none>
假如如今要直接回退到当前版本的前一个版本，我们可以直接利用如下命令进行操纵：
$ kubectl rollout undo deployment nginx-deploy
当然也可以回退到指定的revision版本：
$ kubectl rollout undo deployment nginx-deploy
--to-revision=1deployment "nginx-deploy" rolled back 回滚的过程中我们同样可以查察回滚状态：
$ kubectl rollout status deployment/nginx-deploy
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
deployment "nginx-deploy" successfully rolled out
这个时间查察对应的 RS 资源对象可以看到 Pod 副本已经回到之前的 RS 内里去了。
$ kubectl get rs -l app=nginx
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deploy-5b7b9ccb95 0 0 0 31m
nginx-deploy-85ff79dd56 3 3 3 95m
不外须要留意的是回滚的操纵滚动的revision始终是递增的：
$ kubectl rollout history deployment nginx-deploy
deployment.apps/nginx-deploy
REVISIONCHANGE-CAUSE
2 <none>
3 <none>
生存旧版本
在很早之前的 Kubernetes 版本中，默认环境下会为我们袒露下所有滚动升级的汗青纪录，也就是 ReplicaSet 对象，但一般环境下没须要生存所有的版本，毕竟会存在 etcd 中，我们可以通过配置 spec.revisionHistoryLimit 属性来设置生存的汗青纪录数量，不外新版本中该值默认为 10，假如希望多生存几个版本可以设置该字段。
总结
1.deployment的spec.template发生变更的时间，Deployment会创建一个新的ReplicaSet，然后滚动更新Pod. 而更改spec.replicas的数量不会创建一个新的ReplicaSet。
2.maxSurge 和 maxUnavailable 不能同时为 0，否则 Deployment 无法完成滚动更新。
3.当deployment的spec发生变更时，generation会升级。
4.deployment的restartPolicy只能是Always.
5.spec.revisionHistoryLimit设置生存ReplicaSet的汗青纪录数量
常用命令
调整副本数
kubectl scale deployment/<deployment-name> --replicas=4
查看滚动更新状态
kubectl rollout status deployment/<deployment-name>
暂停滚动更新
kubectl rollout pause deployment/<deployment-name>
恢复滚动更新
kubectl rollout resume deployment/<deployment-name>
回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment/<deployment-name> --to-revision=1
回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment/<deployment-name>
查看历史版本
kubectl rollout history deployment/<deployment-name>
查看指定版本的详情
kubectl rollout history deployment/<deployment-name> --revision=1
重新启动 Deployment
kubectl rollout restart deployment/<deployment-name>
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