每天五分钟学K8(六)：Pod控制器之ReplicaSet与Deployment

CodingWithFun 2019-09-19

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通过前面的学习，我们知道Pod是对容器的进一步抽象与封装。而且我们可以直接用yaml文件的方式创建Pod对象，不过在实际项目中更多的还是通过控制器来管理Pod对象。

我们先来回顾一下咱们部署mysql时，yaml文件如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController   # 副本控制器
metadata:
  name: mysql    # RC的名称，全局唯一


spec:
  replicas: 1    # Pod的副本数量
  selector:
    app: mysql   # 拥有此标签的Pod归属此RC
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql  # Pod拥有的标签，必须与select一致
    spec:
      containers:   # Pod容器的定义
      - name: mysql   # 定义镜像
        image: mysql
        ports:
        - containerPort: 3306  # 容器暴露的端口
        env:                         # 设置容器的环境变量
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD 
          value: "123456"

这个文件可分为两部分，template前面是控制器的定义，后半部分是Pod的定义。有了控制器可以方便的控制Pod的副本数量，实现弹性伸缩。下面介绍常用的控制器。

一、ReplicaSet

ReplicaSet是用于取代ReplicationController的控制器，除了支持基于集合的标签选择器以及通过Deployment控制器可实现滚动更新之外，目前他们的区别不大。由于ReplicationController以后会被废弃，故不再讲解这个控制器。

下面是ReplicaSet控制器部署nginx的例子：

#################控制器部分定义####################
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet   # ReplicaSet副本控制器
metadata:
  name: nginx    # ReplicaSet的名称，全局唯一


spec:
  replicas: 3    # Pod的副本数量
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx


#################Pod对象部分定义####################
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx  # Pod拥有的标签，必须与select一致
    spec:
      containers:   # Pod容器的定义
      - name: nginx   # 定义镜像
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80  # 容器暴露的端口

在控制器部分有一个重要的字段replicas控制Pod的副本数量。控制器将不断循环监测Pod的数量，多则删除，少则通过Pod模板创建。可以手动删除一个Pod，然后Kubenetes会再创建一个新的Pod，保证期望的副本持续运行。

$ kubectl get pods -l app=nginx
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-kndbg   1/1     Running   0          26m
nginx-s2v2q   1/1     Running   0          26m
nginx-tfs9d   1/1     Running   0          26m


$ kubectl delete pod nginx-tfs9d
pod "nginx-tfs9d" deleted


$ kubectl get pods -l app=nginx
NAME          READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-dn6jw   0/1     ContainerCreating   0          6s
nginx-kndbg   1/1     Running             0          26m
nginx-s2v2q   1/1     Running             0          27m

可用kubectl describe replicasets/nginx打印出ReplicaSet的详细状态，其输出的Events字段可看到Pod的创建与删除操作。

删除ReplicaSet可用delete命令，同时其关联的Pod也会被删除：

kubectl delete replicasets/nginx

二、Deployment

Deployment构建在ReplicaSet之上，但提供了更多特性，使得滚动升级更方便。下面是上个例子的Deployment的实现方式：

#################控制器部分定义####################
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment   # Deployment副本控制器
metadata:
  name: nginx    # Deployment的名称，全局唯一


spec:
  replicas: 3    # Pod的副本数量
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx


#################Pod对象部分定义####################
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx  # Pod拥有的标签，必须与select一致
    spec:
      containers:   # Pod容器的定义
      - name: nginx   # 定义镜像
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80  # 容器暴露的端口

发布之后可以查看Deployment对象，显示的字段中UP-TO-DATE表示已经达到期望状态的Pod副本数量，AVAILABLE表示当前处于可用状态的Pod数量。

$ kubectl get deployments nginx
NAME    DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   3         3         3            3           7m8s

Deployment会自动创建一个ReplicaSet对象。

$ kubectl get replicasets -l app=nginx
NAME              DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-c5b5c6f7c   3         3         3       11m

他们之间的层级关系如下：

滚动升级是指删除旧版本Pod的同时，补充创建一部分新的Pod对象进行升级，其优势是在升级期间，容器中应用提供的服务不会中断，但要求应用新旧版本能同时工作的场景。ReplicaSet实现滚动更新需手动多步操作，而Deployment只需更改相应的yaml配置，余下步骤可自动完成。

我们将上个例子中nginx镜像改为nginx:1.17.3，重新发布之后，查看ReplicaSet，发现Deployment又创建了一个新的ReplicaSet以实现滚动升级。

$ kubectl get replicasets -l app=nginx
NAME               DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-787db44985   3         3         3       9m48s
nginx-c5b5c6f7c    0         0         0       57m

其滚动升级过程可通过kubectl describe查看：

$ kubectl describe deployment nginx
.....
Events:
  Type    Reason             Age    From                   Message
  ----    ------             ----   ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  51m    deployment-controller  Scaled up replica set nginx-c5b5c6f7c to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  4m14s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-787db44985 to 1
  Normal  ScalingReplicaSet  3m50s  deployment-controller  Scaled down replica set nginx-c5b5c6f7c to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  3m50s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-787db44985 to 2
  Normal  ScalingReplicaSet  3m22s  deployment-controller  Scaled down replica set nginx-c5b5c6f7c to 1
  Normal  ScalingReplicaSet  3m22s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-787db44985 to 3
  Normal  ScalingReplicaSet  3m1s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-c5b5c6f7c to 0

从Events中可以看出，滚动升级就是让旧的ReplicaSet的Pod不断减少，新的ReplicaSet不断增多的过程。

滚动升级可暂停或回滚，从而实现金丝雀发布。

数据库

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