K8S作业副本与水平扩展

前提知识:
Deployment:Deployment为Pod和Replica Set提供声明式更新。

你只需要在 Deployment 中描述您想要的目标状态是什么,Deployment controller 就会帮您将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。您可以定义一个全新的 Deployment 来创建ReplicaSet或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换。

它实现了 Kubernetes 项目中一个非常重要的功能:Pod的“水平扩展 / 收缩”(horizontal scaling out/in)。这个功能,是从 PaaS 时代开始,一个
平台级项目就必须具备的编排能力。
举个例子,如果你更新了 Deployment 的 Pod 模板(比如,修改了容器的镜像),那么Deployment 就需要遵循一种叫作“滚动更新”(rolling update)的方式,来升级现有的容器。而这个能力的实现,依赖的是 Kubernetes 项目中的一个非常重要的概念(API 对象):ReplicaSet

实验:

  • 创建
    kubectl create -f nginx-deployment.yaml

    image.png

  • yaml文件如下

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment-controller
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8
        ports:
        - containerPort: 80

image.png

通过这张图,我们就很清楚的看到,一个定义了replicas=3的 Deployment,与它的ReplicaSet,以及Pod的关系,实际上是一种“层层控制”的关系。
其中,ReplicaSet 负责通过“控制器模式”,保证系统中 Pod 的个数永远等于指定的个数(比如,3 个)。这也正是 Deployment 只允许容器的restartPolicy=Always的主要原因:只有在容器能保证自己始终是 Running状态的前提下,ReplicaSet 调整 Pod 的个数才有意义。
而在此基础上,Deployment 同样通过“控制器模式”,来操作 ReplicaSet 的个数和属性,进而实现“水平扩展 / 收缩”“滚动更新”这两个编排动作。
其中,“水平扩展 / 收缩”非常容易实现,Deployment Controller 只需要修改它所控制的ReplicaSet 的 Pod 副本个数就可以了。
比如,把这个值从 3 改成 4,那么 Deployment 所对应的 ReplicaSet,就会根据修改后的值自动创建一个新的 Pod。这就是“水平扩展”了;“水平收缩”则反之。

  • 弹性扩缩
    kubectl scale deployment nginx-deployment-controller --replicas=3

    image.png

  • 滚动更新
    kubectl rollout status deployment nginx-deployment-controller

    image.png

  • 查看状态
    kubectl describe deployment nginx-deployment-controller

    image.png

kubectl get replicasets.apps

image.png

  • 查看“滚动更新”新、旧两个 ReplicaSet 的最终状态:
    kubectl get rs
    image.png
  • 编辑模式,修改配置文件
    kubectl edit deployments.apps nginx-deployment-controller

版本回退

  • 创建记录
    kubectl create -f nginx-deployment.yaml --record

  • 查看版本
    kubectl rollout history deployment nginx-deployment-controller --revision=2

    image.png

  • 扩容至3个
    为了方便做版本回退实验,将pods调整为3个
    kubectl scale deployment nginx-deployment-controller --replicas=3

    image.png

  • 设置一个镜像版本
    把这个镜像名字修改成为了一个错误的名字,比如:nginx:1.91。这样,这个
    Deployment 就会出现一个升级失败的版本

kubectl set image deployment nginx-deployment-controller nginx=nginx:1.91

由于这个 nginx:1.91 镜像在 Docker Hub 中并不存在,所以这个 Deployment 的“滚动更新”被触发后,会立刻报错并停止。这时,我们来检查一下 ReplicaSet 的状态,如下所示:

kubectl get rs 查看结果

image.png

新版本的 ReplicaSet(hash=9f46bb5)的“水平扩展”已经停止。而且此时,它已经创建了两个 Pod,但是它们都没有进入 READY 状态。这当然是因为这两个 Pod 都拉取不到有效的镜像。与此同时,旧版本的 ReplicaSet(hash=1764197365)的“水平收缩”,也自动停止了。此时,已经有一个旧 Pod 被删除,还剩下两个旧 Pod。
那么问题来了, 我们如何让这个 Deployment 的 3 个 Pod,都回滚到以前的旧版本呢?

  • 查看生成新的版本
    kubectl rollout history deployment nginx-deployment-controller

  • 查看详情版本信息
    kubectl rollout history deployment nginx-deployment-controller --revision=3

    image.png

  • 回滚旧版本
    kubectl rollout undo deployment nginx-deployment-controller --to-revision=2

    image.png

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