零停机滚动发布

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前言

在当下微服务架构盛行的时代,用户希望应用程序时时刻刻都是可用,为了满足不断变化的新业务,需要不断升级更新应用程序,有时可能需要频繁的发布版本。实现”零停机”、“零感知”的持续集成(Continuous Integration)和持续交付/部署(Continuous Delivery)应用程序,一直都是软件升级换代不得不面对的一个难题和痛点,也是一种追求的理想方式,也是DevOps诞生的目的。

滚动发布

一次完整的发布过程,合理地分成多个批次,每次发布一个批次,成功后,再发布下一个批次,最终完成所有批次的发布。在整个滚动过程期间,保证始终有可用的副本在运行,从而平滑的发布新版本,实现零停机(without an outage)、用户零感知,是一种非常主流的发布方式。由于其自动化程度比较高,通常需要复杂的发布工具支撑,而k8s可以完美的胜任这个任务

k8s滚动更新机制

k8s创建副本应用程序的最佳方法就是部署(Deployment),部署自动创建副本集(ReplicaSet),副本集可以精确地控制每次替换的Pod数量,从而可以很好的实现滚动更新。具体来说,k8s每次使用一个新的副本控制器(replication controller)来替换已存在的副本控制器,从而始终使用一个新的Pod模板来替换旧的pod模板。

大致步骤如下:

  1. 创建一个新的replication controller。
  2. 加或减少pod副本数量,直到满足当前批次期望的数量。
  3. 删除旧的replication controller。

演示

使用kubectl更新一个已部署的应用程序,并模拟回滚。为了方便分析,将应用程序的pod副本数量设置为10。 这里我们更新的deployment 名叫myapp

kubectl scale --replicas=10 deployment myapp

发布微服务

查看部署列表

kubectl get deployments

查看正在运行的pod

kubectl get pods

通过pod描述,查看应用程序的当前映像版本

kubectl describe pods myapp

升级镜像版本到v2

kubectl set image  deployment myapp   myapp=ikubernetes/myapp:v2

验证发布

检查rollout状态

kubectl rollout status deployment/myapp

回滚发布

kubectl rollout undo deployment/myapp

那么如果我们想回滚到指定版本呢?答案是k8s完美支持,并且还可以通过资源文件进行配置保留的历史版次量。这里我们先查看历史版次

[root@k8s1 ~]# kubectl rollout history deployment myapp
deployment.extensions/myapp
REVISION  CHANGE-CAUSE
6         <none>
7         <none>

查看单个revision 的详细信息:

[root@k8s1 ~]# kubectl rollout history deployment myapp --revision=6
deployment.extensions/myapp with revision #6
Pod Template:
  Labels:   pod-template-hash=65899575cd
    run=myapp
  Containers:
   myapp:
    Image:  ikubernetes/myapp:v2
    Port:   <none>
    Host Port:      <none>
    Environment:    <none>
    Mounts: <none>
  Volumes:  <none>

恢复到指定版次

[root@k8s1 ~]# kubectl  rollout undo deployment/myapp  --to-revision=6
deployment.extensions/myapp rolled back

原理

k8s精确地控制着整个发布过程,分批次有序地进行着滚动更新,直到把所有旧的副本全部更新到新版本。实际上,k8s是通过两个参数来精确地控制着每次滚动的pod数量:

  • maxSurge 滚动更新过程中运行操作期望副本数的最大pod数,可以为绝对数值(eg:5),但不能为0;也可以为百分数(eg:10%)。默认为25%。
  • maxUnavailable 滚动更新过程中不可用的最大pod数,可以为绝对数值(eg:5),但不能为0;也可以为百分数(eg:10%)。默认为25%。

如果未指定这两个可选参数,则k8s会使用默认配置:

kubectl get deployment myapp -o yaml

剖析部署概况

[root@k8s1 ~]# kubectl get deployment myapp
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
myapp   10/10   10           10          74m
  • DESIRED 最终期望处于READY状态的副本数
  • CURRENT 当前的副本总数
  • UP-TO-DATE 当前完成更新的副本数
  • AVAILABLE 当前可用的副本数