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【学习笔记】应用与编排管理：Deployment

2023-11-01

需求来源

背景问题

现在存在三个应用，分别对应一些 Pod，那么我们可以直接管理集群中所有的 Pod 吗？

如果管理所有的 Pod，那么如何保证集群里可用 Pod 数量？如何为所有 Pod 更新镜像版本？更新的过程中，如何保证服务可用性？更新的过程中，发现问题如何快速回滚？

Deployment：管理部署发布的控制器

可以通过 Deployment 将三个应用分别规划到不同的 Deployment，每个 Deployment 管理一组相同的应用 Pod，这组 Pod 是相同的一个副本。
deploymentDeployment 可以实现以下功能：

  1. Deployment 定义了 Pod 期望数量；
  2. 配置 Pod 发布方式，即 controller 会按照用户给定的策略来更新 Pod，而且更新过程中，可以设定不可用 Pod 数量在多少范围内；
  3. 更新过程中发现问题可以回滚。

架构设计

管理模式

管理模式
Deployment 只管理不同版本的 ReplicaSet，由 ReplicaSet 来管理具体的 Pod 副本数，每个 ReplicaSet 对应 Deployment template 的一个版本。

Deployment 控制器

控制器
控制器通过 Informer 中的 Event 做一些 Handler 和 Watch，收到事件后会加入到队列中。而 Deployment controller 从队列中取出来之后，它的逻辑会判断 Check Paused，如果 Paused 设置为 true 的话，就表示这个 Deployment 只会做一个数量上的维持，不会做新的发布，如果为 false 的话，就会做 Rollout。

ReplicaSet 控制器

控制器
当 Deployment 分配 ReplicaSet 之后，ReplicaSet 控制器本身也是从 Informer 中 watch 一些事件，这些事件包含了 ReplicaSet 和 Pod 的事件。从队列中取出之后，ReplicaSet controller 的逻辑很简单，就只管理副本数。

发布模拟

发布模拟
Deployment 当前初始版本为 template1，底下有三个 Pod：Pod1、Pod2、Pod3。

这时修改 template 中一个容器的 image，Deployment controller 就会新建一个对应 template2 的 ReplicaSet。创建出来之后 ReplicaSet 会逐渐修改两个 ReplicaSet 的数量，比如逐渐增加 ReplicaSet2 中 replicas 的期望数量，逐渐减少 ReplicaSet1 中的 Pod 数量。

spec 字段解析

  • MinReadySeconds：Deployment 会根据 Pod ready 来看 Pod 是否可用，但是如果我们设置了 MinReadySeconds 之后，比如设置为 30 秒，那 Deployment 就一定会等到 Pod ready 超过 30 秒之后才认为 Pod 是 available 的。Pod available 的前提条件是 Pod ready，但是 ready 的 Pod 不一定是 available 的，它一定要超过 MinReadySeconds 之后，才会判断为 available；
  • revisionHistoryLimit：保留历史 revision，即保留历史 ReplicaSet 的数量，默认值为 10 个。这里可以设置为一个或两个，如果回滚可能性比较大的话，可以设置数量超过 10；
  • paused：paused 是标识，Deployment 只做数量维持，不做新的发布，这里在 Debug 场景可能会用到；
  • progressDeadlineSeconds：前面提到当 Deployment 处于扩容或者发布状态时，它的 condition 会处于一个 processing 的状态，processing 可以设置一个超时时间。如果超过超时时间还处于 processing，那么 controller 将认为这个 Pod 会进入 failed 的状态。

升级策略字段解析

Deployment 在 RollingUpdate 中主要提供了两个策略，一个是 MaxUnavailable，另一个是 MaxSurge。

  • MaxUnavailable：滚动过程中最多有多少个 Pod 不可用；
  • MaxSurge：滚动过程中最多存在多少个 Pod 超过预期 replicas 数量。

上文提到，ReplicaSet 为 3 的 Deployment 在发布的时候可能存在一种情况：新版本的 ReplicaSet 和旧版本的 ReplicaSet 都可能有两个 replicas，加在一起就是 4 个，超过了我们期望的数量三个。这是因为我们默认的 MaxUnavailable 和 MaxSurge 都是 25%，默认 Deployment 在发布的过程中，可能有 25% 的 replica 是不可用的，也可能超过 replica 数量 25% 是可用的，最高可以达到 125% 的 replica 数量。

这里其实可以根据用户实际场景来做设置。比如当用户的资源足够，且更注重发布过程中的可用性，可设置 MaxUnavailable 较小、MaxSurge 较大。但如果用户的资源比较紧张，可以设置 MaxSurge 较小，甚至设置为 0，这里要注意的是 MaxSurge 和 MaxUnavailable 不能同时为 0。

@山东·威海 2020.05.19

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