K8s新手系列之初始Deployment资源

概述

官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/
Deployment简称deploy，Deployment 用于管理运行一个应用负载的一组 Pod，通常实用于无状态的应用。
为了更好的解决服务编排的问题，kubernetes在V1.2版本开始，引入了Deployment控制器。值得一提的是，这种控制器并不直接管理pod，而是通过管理ReplicaSet来间接管理Pod，
即：Deployment管理ReplicaSet，ReplicaSet管理Pod。所以Deployment比ReplicaSet功能更加强大。要学习ReplicaSet请检察这篇文章：K8s新手系列之ReplicaSet资源
Deployment资源不会直接创建Pod，其作用在rs资源上，基于rs管理Pod副本。

Deployment的作用

管理 Pod 的副本

• 创建和管理 Pod 副本：Deployment 可以创建指定数量的 Pod 副本，并确保这些副本始终运行。比方，你可以通过设置 replicas 字段来指定必要运行的 Pod 数量。
  
• 自动规复：假如某个 Pod 出现故障或被意外删除，Deployment 会自动创建一个新的 Pod 来替代它，从而保证应用的高可用性。
  

声明式更新

• 界说期望状态：用户只必要在 Deployment 的配置文件中描述期望的状态，比方 Pod 的数量、镜像版本等，Deployment 控制器会自动将实际状态调解为期望状态。
  
• 更新 Pod 模板：通过更新 Deployment 的 PodTemplateSpec，可以声明 Pod 的新状态，Deployment 会自动创建新的 ReplicaSet，并以受控速率将 Pod 从旧 ReplicaSet 迁移到新 ReplicaSet。
  

滚动更新和回滚

• 滚动更新：Deployment 支持滚动更新，即在更新应用时，不会一次性替换所有 Pod，而是逐步替换，从而保证服务的连续性。你可以通过设置 maxSurge 和 maxUnavailable 参数来控制更新的节奏。
  
• 回滚：假如更新后的应用出现问题，Deployment 可以方便地回滚到之前的版本。每次更新都会生成一个新的修订版本，你可以通过 kubectl rollout undo 命令回滚到指定的版本。
  

扩容和缩容

• 手动扩展：你可以通过修改 Deployment 的 replicas 字段，手动增加或减少 Pod 的副本数量，以应对差别的负载需求。
  
• 自动扩展：结合 Kubernetes 的程度自动扩展器（Horizontal Pod Autoscaler），Deployment 可以根据 CPU 利用率或其他自界说指标自动调解 Pod 的数量
  

版本管理

• 修订版本：Deployment 会记录每次更新的修订版本，你可以通过 kubectl rollout history 检察历史版本，并通过 --revision 参数检察特定版本的详细信息
  

停息和规复

• 停息更新：在更新过程中，假如必要对 PodTemplateSpec 进行多次修改，可以停息 Deployment 的更新，待修改完成后规复，从而制止频繁更新导致的问题
  

清算旧的 ReplicaSet

• 自动清算：Deployment 会自动清算不再必要的旧 ReplicaSet，以节省资源。
  

支持多种更新策略

• 滚动更新（RollingUpdate）：这是默认的更新策略，通过逐步替换 Pod 来更新应用。
  
• 重建更新（Recreate）：在这种策略下，Deployment 会先删除所有旧的 Pod，然后创建新的 Pod。
  

比例缩放

• 支持比例缩放：在滚动更新过程中，假如 Deployment 的副本数量发生变化，Deployment 控制器会按照比例在新旧 ReplicaSet 中分配额外的副本，以降低更新风险。
  

负载均衡与服务发现

• 与 Service 集成：Deployment 通常会和 Service 共同利用。Service 为 Deployment 中的 Pod 提供了一个稳定的网络端点，将请求分发到差别的 Pod 上，实现负载均衡。
  

Deployment资源配置文件详解

Deployment的资源配置文件和ReplicaSet资源配置文件类似，可以通过kubectl explain deploy来检察创建Deployment的字段
示例：

1. [root@master01 ~]# kubectl explain deploy
2. KIND:     Deployment
3. VERSION:  apps/v1
5. DESCRIPTION:
6.      Deployment enables declarative updates for Pods and ReplicaSets.
8. # FIELDS字段中的内容已进行截取
9. FIELDS:
10.    apiVersion   <string>
12.    kind <string>
14.    metadata     <Object>
16.    spec <Object>
18.    status       <Object>

复制代码

通过上述可以发现界说Deployment的资源文件和界说Pod一样，也必要apiVersion、kind、metadata、spec等字段。
但是spec字段中有三个字段，必要注意，分别是replicas、selector、template。如下：

1. [root@master01 ~]# kubectl explain deploy.spec
2. KIND:     Deployment
3. VERSION:  apps/v1
5. RESOURCE: spec <Object>
7. DESCRIPTION:
8.      Specification of the desired behavior of the Deployment.
10.      DeploymentSpec is the specification of the desired behavior of the
11.      Deployment.
13. FIELDS:
14.    minReadySeconds      <integer>
15.    #可选字段
16.    #用于设定一个新创建的 Pod 在其所有容器都正常运行且处于就绪状态，并且没有任何容器崩溃的最短持续时间。
17.    #默认值为0
18.    
19.    paused       <boolean>
20.    #可选字段
21.    #用于指示 Deployment 是否处于暂停状态。
22.    #当将其设置为 true 时，Deployment 会停止创建或删除 Pod 的操作，不会再进行滚动更新等操作。
23.    #默认值为false
25.    progressDeadlineSeconds      <integer>
26.      # 可选字段
27.      #用于设定 Deployment 在被视为失败之前可以花费的最长时间。
28.      #如果在这个时间内 Deployment 没有取得预期的进展，Deployment 控制器会继续处理该 Deployment，但会在 Deployment 的状态中显示一个 ProgressDeadlineExceeded 原因的条件。
29.      #默认值600秒
31.    replicas     <integer>
32.      # 必选字段
33.      #用于设置Pod的副本数量
35.    revisionHistoryLimit <integer>
36.      #可选字段
37.      #用于指定要保留的旧 ReplicaSet 的数量，以便在需要时进行回滚操作。
38.          #默认值为10
40.    selector     <Object> -required-
41.      #用于定义一个标签选择器，用于选择 Pod
43.    strategy     <Object>
44.      #用于指定 Deployment 在替换现有 Pod 为新 Pod 时所采用的策略
45.      #默认值为RollingUpdate
47.    template     <Object> -required-
48.     #用于描述 Deployment 将会创建的 Pod 的模板。它包含了 Pod 的元数据（如标签）和规格（如容器配置）。

复制代码

创建Deployment

这里我们创建三个Pod副本
示例：

1. # 定义资源文件
2. [root@master01 ~/deploy]# cat deploy-nginx.yaml
3. apiVersion: apps/v1
4. kind: Deployment
5. metadata:
6.   name: deployment-nginx
7.   namespace: default
8. spec:
9.   # 设置Pod的副本数量
10.   replicas: 3
11.   selector:
12.     # 标签匹配规则
13.     matchLabels:
14.       app: nginx
15.   template:
16.     metadata:
17.       name: pod-nginx
18.       labels:
19.         app: nginx
20.     spec:
21.       containers:
22.       - name: container-nginx
23.         image: nginx:1.14.1
24.       restartPolicy: Always
25.           [root@master01 ~/deploy]# cat deploy-nginx.yaml
26. apiVersion: apps/v1
27. kind: Deployment
28. metadata:
29.   name: deployment-nginx
30.   namespace: default
31. spec:
32.   replicas: 3
33.   selector:
34.     matchLabels:
35.       app: nginx
36.   template:
37.     metadata:
38.       name: pod-nginx
39.       labels:
40.         app: nginx
41.     spec:
42.       containers:
43.       - name: container-nginx
44.         image: nginx:1.14.1
45.       restartPolicy: Always
47. # 创建deploy
48. [root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
49. deployment.apps/deployment-nginx created
51. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
52. NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
53. deployment-nginx   0/3     3            0           8s
54. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
55. NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
56. deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         0       11s
57. rs-nginx-1                    1         1         1       95m
58. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep pod-nginx
59. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
60. deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf   1/1     Running            0                     41s
61. deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2   1/1     Running            0                     41s
62. deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m   1/1     Running            0                     41s
64. [root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
65. deployment.apps/deployment-nginx created

复制代码

检察创建成功之后对应的资源

检察deploy

1. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
2. NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
3. deployment-nginx   0/3     3            0           8s

复制代码

检察ReplicaSet

1. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
2. NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
3. deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         0       11s

复制代码

检察Pod

1. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
2. deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf   1/1     Running            0                     41s
3. deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2   1/1     Running            0                     41s
4. deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m   1/1     Running            0                     41s

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验证Deployment的副本管理

假如某个 Pod 出现故障或被意外删除，Deployment 会自动创建一个新的 Pod 来替代它，从而保证应用的高可用性。
我们将新创建的三个Pod都哦进行删除，检察一下会发生什么：

1. # 删除所有的Pod
2. [root@master01 ~/deploy]# kubectl delete po deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2 deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m
3. pod "deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf" deleted
4. pod "deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2" deleted
5. pod "deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m" deleted
7. #查看deploy
8. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
9. NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
10. deployment-nginx   3/3     3            3           7m
12. # 查看rs
13. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
14. NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
15. deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         3       6m28s
17. # 查看Pod，发现对应的数量还是3个
18. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deloy
19. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep dep
20. deployment-nginx-6d84458cd8-4tds2   1/1     Running            0                     20s
21. deployment-nginx-6d84458cd8-4tzzs   1/1     Running            0                     20s
22. deployment-nginx-6d84458cd8-l9vqv   1/1     Running            0                     20s

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假如将Replicaset资源删除会发生什么呢？

1. # 删除rs
2. [root@master01 ~/deploy]# kubectl delete rs deployment-nginx-6d84458cd8
3. replicaset.apps "deployment-nginx-6d84458cd8" deleted
5. # 查看rs，发现数量没有变化，只不过查看AGE字段发现重启了
6. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
7. NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
8. deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         3       3s
10. # 查看Pod，发现对应的Pod重新创建了三个
11. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
12. deployment-nginx-6d84458cd8-69zg9   1/1     Running            0                 20s
13. deployment-nginx-6d84458cd8-ljdxw   1/1     Running            0                 20s
14. deployment-nginx-6d84458cd8-qqc48   1/1     Running            0                 20s

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验证Deployment的声明式更新和扩缩容

声明式更新表示用户只必要在 Deployment 的配置文件中描述期望的状态，比方 Pod 的数量、镜像版本等，Deployment 控制器会自动将实际状态调解为期望状态。
验证声明式更新和扩容

我们来将Pod的副本数量更改成10个，发现会发生什么呢？

1. [root@master01 ~/deploy]# cat deploy-nginx.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: deployment-nginx
6.   namespace: default
7. spec:
8.   # 将Pod的副本数量调整成10
9.   replicas: 10
10.   selector:
11.     matchLabels:
12.       app: nginx
13.   template:
14.     metadata:
15.       name: pod-nginx
16.       labels:
17.         app: nginx
18.     spec:
19.       containers:
20.       - name: container-nginx
21.         image: nginx:1.14.1
22.       restartPolicy: Always
23. # 重新应用资源文件
24. [root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
25. deployment.apps/deployment-nginx configured

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检察一下对应的资源变化发生了什么？

1. # 查看deploy
2. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
3. NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
4. deployment-nginx   10/10   10           10          15h
5. # 查看rs
6. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
7. NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
8. deployment-nginx-6d84458cd8   10        10        10      5m1s
9. # 查看po
10. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
11. deployment-nginx-6d84458cd8-69zg9   1/1     Running            0                 5m33s
12. deployment-nginx-6d84458cd8-6vvzt   1/1     Running            0                 40s
13. deployment-nginx-6d84458cd8-ljdxw   1/1     Running            0                 5m33s
14. deployment-nginx-6d84458cd8-mkhlw   1/1     Running            0                 40s
15. deployment-nginx-6d84458cd8-pnv9x   1/1     Running            0                 40s
16. deployment-nginx-6d84458cd8-qqc48   1/1     Running            0                 5m33s
17. deployment-nginx-6d84458cd8-rgngt   1/1     Running            0                 40s
18. deployment-nginx-6d84458cd8-t7nms   1/1     Running            0                 40s
19. deployment-nginx-6d84458cd8-wllqb   1/1     Running            0                 40s
20. deployment-nginx-6d84458cd8-wrdmc   1/1     Running            0                 40s

复制代码

通过上述发现，通过deploy扩容，deploy和rs两个资源都不会产生变化，只不外将Pod的数量达到我们界说的副本数量
验证声明式更新和缩容

同理，我们将Pod的副本数量调解成1

1. [root@master01 ~/deploy]# cat deploy-nginx.yaml
2. apiVersion: apps/v1
3. kind: Deployment
4. metadata:
5.   name: deployment-nginx
6.   namespace: default
7. spec:
8.   # 将副本数量调整成1
9.   replicas: 1
10.   selector:
11.     matchLabels:
12.       app: nginx
13.   template:
14.     metadata:
15.       name: pod-nginx
16.       labels:
17.         app: nginx
18.     spec:
19.       containers:
20.       - name: container-nginx
21.         image: nginx:1.14.1
22.       restartPolicy: Always
23. # 重新应用它
24. [root@master01 ~/deploy]# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
25. deployment.apps/deployment-nginx configured

复制代码

检察一下对应的资源变化

1. # 查看deploy
2. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
3. NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
4. deployment-nginx   1/1     1            1           15h
5. # 查看rs
6. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get rs
7. NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
8. deployment-nginx-6d84458cd8   1         1         1       10m
9. # 查看Pod
10. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get po | grep deploy
11. deployment-nginx-6d84458cd8-qqc48   1/1     Running            0                 10m

复制代码

Deployment的标签选择器

Deployment的标签选择器和Replicaset一样，分为两类，一类是等式选择器，另一类是集合选择器
等式选择器

等式选择器通过 =、==（两者含义类似）或者 != 来筛选标签。其通过spec.selector.matchLabels来实现。
示例：

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: deploy-nginx
5.   namespace: default
6.   labels:
7.     app: deploy-nginx
8. spec:
9.   replicas: 1
10.   selector:
11.   # 等式选择器
12.     matchLabels:
13.       app: nginx
14.   template:
15.     metadata:
16.       name: pod-nginx
17.       labels:
18.         app: nginx
19.     spec:
20.       restartPolicy: Always
21.       containers:
22.       - name: nginx
23.         image: nginx:latest

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集合选择器

集合选择器借助 in、notin、exists、DoesNotExist 这些操纵符来筛选标签。

• in：用于选取标签值在指定集合内的 Pod。
  
• notin：用于选取标签值不在指定集合内的 Pod。
  
• exists：用于选取具有指定标签的 Pod，不考虑标签的值。
  
• DoesNotExist：用于选取不具有指定标签的 Pod，不考虑标签的值。
  

其通过spec.selector.matchExpressions来实现
示例：

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: nginx-Deployment-set
5. spec:
6.   replicas: 3
7.   selector:
8.    # 集合选择器
9.     matchExpressions:
10.         # key：指定Label的key，operator：表示操作符，value：表示Label的value
11.       - {key: app, operator: In, values: [nginx]}
12.       - {key: env, operator: NotIn, values: [development, testing]}
13.   template:
14.     metadata:
15.       labels:
16.         app: nginx
17.         env: production
18.     spec:
19.       containers:
20.       - name: nginx
21.         image: nginx:1.14.2
22.         ports:
23.         - containerPort: 80

复制代码

管理Deployment

检察Deployment

语法：

1. kubectl get deploy <deploy-name> -n <namespace-name>

复制代码

示例：

1. [root@master01 ~/deploy]# kubectl get deploy
2. NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
3. deployment-nginx   1/1     1            1           15h

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修改Deployment

由两种方式，一种是通过kubectl edit rc 来进行修改，会打开一个类似vim的界面，修改其对应的值即可，最后wq保存即可应用你的配置.
另一种方式则是修改对应的资源文件，最后利用kubectl apply -f 即可。
删除Deployment

删除Deployment时会删除对应的ReplicaSet和Pod，删除时请谨慎！！！
语法：

1. kubectl delete rc <rc-name> -n <namespace-name>

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