云原生之K8S系列：Kubernetes控制器之Deployment

一、什么是 Deployment？

Deployment 是 Kubernetes 中的一个控制器，它管理 Pod 的副本集（ReplicaSet）。通过定义 Deployment，用户可以描述一个应用的期望状态，例如需要多少个副本、使用什么镜像以及如何进行滚动更新。Deployment 会根据这些定义自动创建和管理 Pod，确保应用始终处于期望状态。

Deployment 控制器可以确保无状态应用的高可用性和一致性，支持：

• 动态创建和销毁 Pod
• 查看升级进度和状态
• 升级回滚，并具有版本记录
• 暂停和恢复升级
• 滚动重启

二、工作原理

Deployment 控制器通过 ReplicaSet（副本集控制器）来管理 Pod 的生命周期。ReplicaSet 确保指定数量的 Pod 副本始终运行。

Deployment 控制器的工作流程如下：

• 创建Deployment：用户创建一个Deployment对象，定义了应用的预期状态，包括Pod模板、副本数量等。
• 创建ReplicaSet:Deployment控制器创建或更新一个ReplicaSet，以确保Pod副本的数量与预期状态一致
• 创建Pod:ReplicaSet根据 Deployment 定义的 Pod 模板创建或更新Pod
• 监控Pod：Deployment控制器持续监控Pod的状态，确保副本数量与预期状态一致
• 更新Pod：当用户更新Deployment时，控制器会根据定义的更新策略逐步替换旧版本的Pod

三、Deployment 的实际案例

接下来，通过一个实际案例来演示如何使用Deployment管理 Nginx 应用。

1.创建 Nginx Deployment

以下是一个用于创建 Nginx Deployment 的 YAML 文件：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.19.6
        ports:
        - containerPort: 80

• apiVersion: apps/v1：定义 API 版本。
• kind: Deployment：表示我们要创建一个 Deployment 对象。
• metadata：包含 Deployment 的元数据，如名称和标签。
• spec：描述 Deployment 的具体配置。
• containers：定义 Pod 中的容器。
• name: nginx：容器的名称。
• image: nginx:1.19.6：容器使用的镜像。
• ports：容器暴露的端口。
• replicas: 3：定义期望的 Pod 副本数量。
• selector：指定 Deployment 关联的 Pod 标签。
• template：定义 Pod 模板，包含 Pod 的元数据和具体配置。

2.部署 Nginx Deployment

使用 kubectl 命令可以在 Kubernetes 集群中部署这个 Deployment：

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

这个命令会读取 nginx-deployment.yaml 文件并在 Kubernetes 集群中创建一个 Nginx Deployment。

3.查看 Deployment 状态

使用以下命令查看 Deployment 的状态：

kubectl get deployments

输出示例：

这表明 Nginx Deployment 已成功创建并运行了三个副本。

4.更新 Nginx Deployment

假设我们需要将 Nginx 镜像更新到新版本 nginx:1.20.0，可以编辑 nginx-deployment.yaml 文件，修改镜像版本：

...
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.20.0
        ports:
        - containerPort: 80
...

然后再次应用配置：

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

Kubernetes 会自动执行滚动更新，逐步替换旧版本的 Pod 为新版本的 Pod。

5.回滚 Deployment

在Kubernetes中，你可以使用kubectl rollout undo命令来回滚一个deployment到其前一个版本。如果你想要回滚到特定的版本，你可以使用--to-revision参数。以下是回滚deployment到其前一个版本的命令：

kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

这个命令会将 Nginx Deployment 回滚到之前的版本，确保应用正常运行。

可以通过以下命令查看可回滚版本的版本:

kubectl rollout history deployment nginx-deployment

执行上述的命令后，输出结果如下：

6.扩展和缩减 Deployment

可以根据需要调整 Pod 的副本数量。例如，将副本数量扩展到 5：

kubectl scale deployment/nginx-deployment --replicas=5

查看 Deployment 状态：

kubectl get deployments

输出示例：

NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   5/5     5            5           10m

总结

Kubernetes Deployment 是管理应用生命周期的强大工具。通过声明性的方式定义 Deployment，可以轻松实现应用的滚动更新、回滚和扩展等操作。本文通过 Nginx 的实际案例展示了如何使用 Deployment，希望能帮助读者更好地理解和应用 Kubernetes Deployment。