云原生之K8S系列：Kubernetes控制器之Deployment

作者：didiplus 2024-06-18 13:22:42

本文通過 Nginx 的實際案例展示了如何使用 Deployment，希望能幫助讀者更好地理解和應用 Kubernetes Deployment。

在 Kubernetes 中，Deployment 是一種高級控制器，負責管理應用的部署和生命周期。它提供了一種聲明性的方式來定義應用的期望狀態，并確保實際狀態與期望狀態保持一致。Deployment 可以自動處理應用的滾動更新、擴展和回滾等任務，是 Kubernetes 中最常用的控制器之一。本文將詳細介紹 Deployment 的概念，并結合實際案例闡述其使用方法。

一、什么是 Deployment？

Deployment 是 Kubernetes 中的一個控制器，它管理 Pod 的副本集（ReplicaSet）。通過定義 Deployment，用戶可以描述一個應用的期望狀態，例如需要多少個副本、使用什么鏡像以及如何進行滾動更新。Deployment 會根據這些定義自動創建和管理 Pod，確保應用始終處于期望狀態。

Deployment 控制器可以確保無狀態應用的高可用性和一致性，支持：

動態創建和銷毀 Pod
查看升級進度和狀態
升級回滾，并具有版本記錄
暫停和恢復升級
滾動重啟

二、工作原理

Deployment 控制器通過 ReplicaSet（副本集控制器）來管理 Pod 的生命周期。ReplicaSet 確保指定數量的 Pod 副本始終運行。

Deployment 控制器的工作流程如下：

創建Deployment：用戶創建一個Deployment對象，定義了應用的預期狀態，包括Pod模板、副本數量等。
創建ReplicaSet:Deployment控制器創建或更新一個ReplicaSet，以確保Pod副本的數量與預期狀態一致
創建Pod:ReplicaSet根據 Deployment 定義的 Pod 模板創建或更新Pod
監控Pod：Deployment控制器持續監控Pod的狀態，確保副本數量與預期狀態一致
更新Pod：當用戶更新Deployment時，控制器會根據定義的更新策略逐步替換舊版本的Pod

三、Deployment 的實際案例

接下來，通過一個實際案例來演示如何使用Deployment管理 Nginx 應用。

1.創建 Nginx Deployment

以下是一個用于創建 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：定義 API 版本。
kind: Deployment：表示我們要創建一個 Deployment 對象。
metadata：包含 Deployment 的元數據，如名稱和標簽。
spec：描述 Deployment 的具體配置。
containers：定義 Pod 中的容器。
name: nginx：容器的名稱。
image: nginx:1.19.6：容器使用的鏡像。
ports：容器暴露的端口。
replicas: 3：定義期望的 Pod 副本數量。
selector：指定 Deployment 關聯的 Pod 標簽。
template：定義 Pod 模板，包含 Pod 的元數據和具體配置。

2.部署 Nginx Deployment

使用 kubectl 命令可以在 Kubernetes 集群中部署這個 Deployment：

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

這個命令會讀取 nginx-deployment.yaml 文件并在 Kubernetes 集群中創建一個 Nginx Deployment。

3.查看 Deployment 狀態

使用以下命令查看 Deployment 的狀態：

kubectl get deployments

輸出示例：

這表明 Nginx Deployment 已成功創建并運行了三個副本。

4.更新 Nginx Deployment

假設我們需要將 Nginx 鏡像更新到新版本 nginx:1.20.0，可以編輯 nginx-deployment.yaml 文件，修改鏡像版本：

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

然后再次應用配置：

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

Kubernetes 會自動執行滾動更新，逐步替換舊版本的 Pod 為新版本的 Pod。

5.回滾 Deployment

在Kubernetes中，你可以使用kubectl rollout undo命令來回滾一個deployment到其前一個版本。如果你想要回滾到特定的版本，你可以使用--to-revision參數。以下是回滾deployment到其前一個版本的命令：

kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

這個命令會將 Nginx Deployment 回滾到之前的版本，確保應用正常運行。

可以通過以下命令查看可回滾版本的版本:

kubectl rollout history deployment nginx-deployment

執行上述的命令后，輸出結果如下：

6.擴展和縮減 Deployment

可以根據需要調整 Pod 的副本數量。例如，將副本數量擴展到 5：

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

查看 Deployment 狀態：

kubectl get deployments