ReplicaSet介绍

负责编排无状态应用的基础控制器是ReplicaSet，相应的资源类型通过三个关键组件定义如何编排一个无状态应用

replicas：期望运行的Pod副本数
selector：标签选择器
- matchLabels 等值
- matchExpressions: 表达式
template：Pod模板

ReplicaSet的问题

但是无法无损更新, ReplicaSet的升级需要大量的手工操作所以衍生出了Deployment 升级时 Deployment 会并存多个 ReplicaSet版本,

例如底层镜像更新了需要手工删除pod 让ReplicaSet控制器重新创建pod

ReplicaSet yaml示例

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: replicaset-demo
spec:
  minReadySeconds: 3
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: demoapp
      release: stable
      version: v1.0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demoapp
        release: stable
        version: v1.0
    spec:
      containers:
      - name: demoapp
        image: ikubernetes/demoapp:v1.0
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80

注意: selector.matchLabels 必须是 template.metadata.labels的子集

获取ReplicaSet资源对象的状态

kubectl get rs
kubectl get replicaset

字段介绍

DESIRED 期望的pod数
CURRENT 当前的pod数
READY 就绪的pod数
AGE 当前资源创建后生存的时长

Deployment控制器

Deployment介绍

是建立在 ReplicaSet控制器上层的更高级的控制器
借助于 ReplicaSet 完成无状态应用的基本编排任务
它位于ReplicaSet更上面一层，基于ReplicaSet提供了滚动更新、回滚等更为强大的应用编排功能
是ReplicaSet资源的编排工具
- Deployment编排ReplicaSet
- ReplicaSet编排Pod
但是，应该直接定义Deployment资源来编排Pod应用，ReplicaSet无须显式给出

Deployment资源示例

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-demo
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchLabels:
      app: demoapp
      release: stable
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demoapp
        release: stable
    spec:
      containers:
      - name: demoapp
        image: ikubernetes/demoapp:v1.0
        ports:
        - containerPort: 80
          name: http

获取Deployment资源对象的状态

kubectl get deployment

更新策略介绍

Deployment控制器支持两种更新策略

指纹的变更作为变更的前提

滚动式更新（rolling updates）

指纹(Template的hash码变动后) 会维护replicaset老版本(rs01) 并且创建新版本(rs02)
终态是老版本(rs01)的pod为0、新版本(rs02)的pod是3
如果发现有问题我们可以回归历史版本
更新历史数默认保存10个版本

pod数量的变化情况

老版本	新版本
rs01	rs02
3	0
2	1
1	2
0	3

逐批次更新Pod的方式，支持按百分比或具体的数量定义批次规模，默认策略
触发条件：Template的hash码变动
- 仅podTemplate的配置变动会导致hash码改变
- replicas和selector的变更不会导致podTemplate的hash变动

重建式更新（recreate）

在Pod资源被删除时，使用新的模板定义被足缺失的Pod数量，完成更新
触发条件：现有Pod被删除

命令示例

触发滚动更新

最为常见的更新需求是应用升级，即镜像文件更新，常用方法

kubectl apply
kubectl set image (-f FILENAME | TYPE NAME) CONTAINER_NAME_1=CONTAINER_IMAGE_1 ... 
kubectl patch (-f FILENAME | TYPE NAME) [-p PATCH|--patch-file FILE [options]

直接更新原配置文件，而后使用“kubectl apply”命令触发更新
上面第二和第三种方法可用于模板中任何必要配置的更新

查看更新状态：

## 语法
kubectl rollout status (TYPE NAME | TYPE/NAME) [flags] [options] 

kubectl rollout status deployment  deployment-demo

查看历史版本

## 语法
kubectl rollout history (TYPE NAME | TYPE/NAME) [flags] [options]

root@k8s-node01:~/learning-k8s/examples/deployments# kubectl rollout history deployment  deployment-demo
deployment.apps/deployment-demo 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>

回滚到前一版本

kubectl rollout undo (TYPE NAME | TYPE/NAME)

回滚到指定版本

kubectl rollout undo (TYPE NAME | TYPE/NAME) --to-revision=X

停止滚动更新

金丝雀场景只更新1个新pod进去老pod继续保留

kubectl rollout pause

如果灰度成功可以kubectl rollout resume 继续更新

如果灰度失败可以回滚

注意生产环境必须配置livereadline探针防止pod启动时立刻被service监听到立马分配流量, pod中的应用可能还没有启动完毕就接收到了流量

滚动更新策略配置介绍

查看配置项

kubectl explain deploy.spec.strategy.rollingUpdate

pod数量和参数的关系

配置示例

  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate

maxSurge 参数

控制当前最多可以存在的pod, 例如replicas=4 maxSurge=25% 那么最多可以存在5个

指定升级期间存在的总Pod对象数量最多可超出期望值的个数，其值可以是0或正整数，也可以是相对于期望值的一个百分比

maxUnavailable 参数

控制可用的pod数量, 例如replicas=4 maxUnavailable=25% 那么最少可用的pod数量是3 也就是3、4、5都可以

升级期间正常可用的Pod副本数（包括新旧版本）最多不能低于期望值的个数，其值可以是0或正整数，也可以是相对于期望值的一个百分比，默认值为1

存在的问题1：

必须以Pod为原子单位切割规模比例，且无法精准控制流量路由的比例

无法精准控制新老pod接收的流量比例

service 是按照pod数量进行的切割

解决方案七层负载均衡

存在的问题2

replicas=4 maxUnavailable=25% 更新过程中可能只存在3个pod可用可能出现负载高的问题

解决方案更新过程中不允许减少pod maxSurge=1 maxUnavailable=0

扩容和缩容

容量管理类型

横向伸缩：增加或减少Pod数量
纵向（垂直）伸缩：调整Pod上的资源需求和资源限制

变动Deployment资源对象中的replicas字段的值即会触发应用规模的扩容或缩容

扩容和缩容是ReplicaSet的功能，具体操作由ReplicaSet完成
根据应用规模的需要进行手动配置

操作方法

patch命令
kubectl patch (-f FILENAME | TYPE NAME) [-p PATCH|--patch-file FILE] [options]
例如：kubectl patch deployment deploy-example -p '{"spec":{"replicas":3}}'
直接更新原配置文件，而后使用“kubectl apply”命令触发更新

扩展：自动扩容和缩容

HPA（Horizontal Pod Autoscaler）控制器水平扩容
VPA（Vertical Pod Autoscaler）控制器垂直扩容

kubernetes-Deployment、ReplicaSet介绍、更新、回滚策略介绍