Kubernetes控制器之Deployment

　　官方参考：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/

　　　　　　　https://www.kubernetes.org.cn/deployment

　　Deployments

　　Deployment为Pod和ReplicaSet提供了一个声明式定义(declarative)方法，用来替代以前的ReplicationController来方便的管理应用。典型的应用场景包括：

定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet
滚动升级和回滚应用
扩容和缩容
暂停和继续Deployment

　　你只需要在Deployment中描述你想要的目标状态是什么，Deployment controller就会帮你将Pod和Replica Set的实际状态改变到你的目标状态。你可以定义一个全新的Deployment，也可以创建一个新的替换旧的Deployment。

　　一个典型的用例如下

使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建pod。检查启动状态，看它是成功还是失败。
然后，通过更新Deployment的PodTemplateSpec字段来声明Pod的新状态。这会创建一个新的ReplicaSet，Deployment会按照控制的速率将pod从旧的ReplicaSet移动到新的ReplicaSet中。
如果当前状态不稳定，回滚到之前的Deployment revision。每次回滚都会更新Deployment的revision。
扩容Deployment以满足更高的负载。
暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复，然后恢复上线。
根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。
清除旧的不必要的ReplicaSet。

　　创建Deployment

　　下面是 Deployment 示例。创建一个 ReplicaSet 展开三个 nginx Pods：

　　该示例为官方示例下载地址是

https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/website/master/content/zh/examples/controllers/nginx-deployment.yaml

# cat nginx-deployment.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.15.4
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

　　也可以通过以下命令生成该yaml文档然后修改

# kubectl create deployment nginx-deployment --image=nginx:1.15.4 --dry-run -o yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: nginx-deployment
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deployment
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx-deployment
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.15.4
        name: nginx
        resources: {}
status: {}

　　在该例中

创建名为nginx-deployment的Deployment，由metadata.name字段指示
Deployment创建3个复制的Pods，由spec.replicas字段指示，该字段可以没有默认即为1
selector字段定义Deployment如何查找要管理的Pods。在这种情况下只需要在Pod模板(app:nginx)中定义的标签。

注意：`matchLabels` 字段是 {key,value} 的映射。单个 {key,value}在 `matchLabels` 映射中的值等效于 `matchExpressions` 的元素，其键字段是“key”，运算符为“In”，值数组仅包含“value”。所有要求，从 `matchLabels` 和 `matchExpressions`，必须满足才能匹配。

template字段包含以下子字段
Pod使用labels字段标记为app:nginx
template.spec字段指示Pod运行一个容器nginx
创建一个容器并使用name字段将其命名为nginx

　　通过运行以下命令创建Deployment

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

注意：将kubectl的 —record 的flag设置为 true可以在annotation中记录当前命令创建或者升级了该资源。这在未来会很有用，例如，查看在每个Deployment revision中执行了哪些命令。

　　--record示例如下

　　运行kubectl get deployments 以检查 Deployment 是否已创建。如果仍在创建 Deployment ，则输出以下内容：

# kubectl get deployment
NAME                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment         3/3     3            3           48s

　　显示以下字段

`READY` 3/3左边3是真正运行的副本数右边3是期望的副本数即replicas定义的副本数。
`UP-TO-DATE`显示已更新以实现期望状态的副本数。
`AVAILABLE`显示应用程序可供用户使用的副本数。
`AGE` 显示应用程序运行的时间量。

　　要查看Deployment创建的ReplicaSet（rs），运行kubectl get rs输出

# kubectl get rs
NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-67656986d9         3         3         3       108s

请注意， ReplicaSet 的名称始终被格式化为`[DEPLOYMENT-NAME]-[RANDOM-STRING]`。随机字符串是随机生成并使用 pod-template-hash 作为种子

　　要查看每个Pod自动生成的标签，运行kubectl get pods --show-labels输出

# kubectl get pods --show-labels
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx-deployment-67656986d9-996kk         1/1     Running   0          3m35s   app=nginx,pod-template-hash=67656986d9
nginx-deployment-67656986d9-fgdwz         1/1     Running   0          3m35s   app=nginx,pod-template-hash=67656986d9
nginx-deployment-67656986d9-j8jt8         1/1     Running   0          3m35s   app=nginx,pod-template-hash=67656986d9

　　刚创建的Replica Set将保证总是有3个nginx的pod存在。并且创建的Pod名为[DEPLOYMENT-NAME]-[pod-template-hash]-[RANDOM-STRING]

注意： 你必须在Deployment中的selector指定正确pod template label（在该示例中是 app = nginx），不要跟其他的controller搞混了（包括Deployment、Replica Set、Replication Controller等）。Kubernetes本身不会阻止你这么做，如果你真的这么做了，这些controller之间会相互打架，并可能导致不正确的行为。

　　Pod-template-hash 标签

注意：不要更改此标签

　　Deployment 控制器将 pod-template-hash 标签添加到 Deployment 创建或使用的每个 ReplicaSet 。

　　此标签可确保 Deployment 的子 ReplicaSets 不重叠。它通过对 ReplicaSet 的 PodTemplate 进行哈希处理，并使用生成的哈希值添加到 ReplicaSet 选择器、Pod 模板标签,并在 ReplicaSet 可能具有的任何现有 Pod 中。

　　更新Deployment

注意： Deployment的rollout当且仅当Deployment的pod template（例如.spec.template）中的label更新或者镜像更改时被触发。其他更新，例如扩容Deployment不会触发rollout。

　　安装以下步骤更新Deployment

　　首先修改yaml把nginx版本修改成1.7.9

　　应用一下各项nginx Pods，使用nginx:1.9.1镜像，而不是nginx:1.7.9

# kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
deployment.apps/nginx-deployment image updated

　　说明：设置更新Deployment名为nginx-deployment镜像的镜像为nginx:1.9.1

　　也可以使用edit命令来编辑Deployment，修改 .spec.template.spec.containers[0].image ，将nginx:1.7.9 改写成nginx:1.9.1。

kubectl edit deployment/nginx-deployment

　　修改完输出

deployment.apps/nginx-deployment edited

　　查看rollout的状态，只要执行：

# kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

　　rollout成功后查看deployment

# kubectl get deployment
NAME                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment         3/3     3            3           9m37s

　　UP-TO-DATE的replica的数目已经达到了配置中要求的数目。

　　CURRENT的replica数表示Deployment管理的replica数量，AVAILABLE的replica数是当前可用的replica数量。

　　我们通过执行kubectl get rs可以看到Deployment更新了Pod，通过创建一个新的Replica Set并扩容了3个replica，同时将原来的Replica Set缩容到了0个replica。

# kubectl get rs
NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-54f57cf6bf         0         0         0       12m
nginx-deployment-56f8998dbc         3         3         3       9m6s

　　执行 get pods只会看到当前的新的pod:

# kubectl get pod
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-56f8998dbc-8j49x         1/1     Running   0          5m25s
nginx-deployment-56f8998dbc-fpzwt         1/1     Running   0          5m26s
nginx-deployment-56f8998dbc-r2wvp         1/1     Running   0          5m28s

　　下次更新这些Pod的时候，只需要更新Deployment中pod的template即可

　　Deployment 可确保在更新时仅关闭一定数量的 Pods。默认情况下，它确保至少 75%所需 Pods 运行（25%最大不可用）。

　　Deployment 还确保仅创建一定数量的 Pods 高于期望的 Pods 数。默认情况下，它可确保最多增加 25% 期望 Pods 数（25%最大增量）。

　　例如，如果仔细查看上述 Deployment ，将看到它首先创建了一个新的 Pod，然后删除了一些旧的 Pods，并创建了新的 Pods。它不会杀死老 Pods，直到有足够的数量新的 Pods 已经出现，并没有创造新的 Pods，直到足够数量的旧 Pods 被杀死。它确保至少 2 个 Pods 可用，并且总共最多 4 个 Pods 可用。

　　获取Deployment更多信息

# kubectl describe deployments nginx-deployment
Name:                   nginx-deployment
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Fri, 20 Mar 2020 16:01:54 +0800
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 2
                        kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                          {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"labels":{"app":"nginx"},"name":"nginx-deployment","namespace":"d...
Selector:               app=nginx
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:1.9.1
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-deployment-56f8998dbc (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  53s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-54f57cf6bf to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  8s    deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-56f8998dbc to 1
  Normal  ScalingReplicaSet  6s    deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-54f57cf6bf to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  6s    deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-56f8998dbc to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  5s    deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-54f57cf6bf to 1
  Normal  ScalingReplicaSet  5s    deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-56f8998dbc to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  3s    deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-54f57cf6bf to 0

　　可以看到，当第一次创建 Deployment 时，它创建了一个 ReplicaSet （nginx-deployment-54f57cf6bf）并将其直接扩展至 3 个副本。更新 Deployment 时，它创建了一个新的 ReplicaSet （nginx-deployment-56f8998dbc），并将其扩展为 1，然后将旧 ReplicaSet 缩小到 2，以便至少有 2 个 Pod 可用，并且最多创建 4 个 Pod。然后，它继续向上和向下扩展新的和旧的 ReplicaSet ，具有相同的滚动更新策略。最后，将有 3 个可用的副本在新的 ReplicaSet 中，旧 ReplicaSet 将缩小到 0。