詳解k8s零停機滾動釋出微服務 - kubernetes
1、前言
在當下微服務架構盛行的時代，使用者希望應用程式時時刻刻都是可用，為了滿足不斷變化的新業務，需要不斷升級更新應用程式，有時可能需要頻繁的釋出版本。實現"零停機"、“零感知”的持續整合(Continuous Integration)和持續交付/部署(Continuous Delivery)應用程式，一直都是軟體升級換代不得不面對的一個難題和痛點，也是一種追求的理想方式，也是DevOps誕生的目的。
2、滾動釋出
把一次完整的釋出過程，合理地分成多個批次，每次釋出一個批次，成功後，再發佈下一個批次，最終完成所有批次的釋出。在整個滾動過程期間，保證始終有可用的副本在執行，從而平滑的釋出新版本，實現零停機(without an outage)
3、k8s滾動更新機制
k8s建立副本應用程式的最佳方法就是部署(Deployment)，部署自動建立副本集(ReplicaSet)，副本集可以精確地控制每次替換的Pod數量，從而可以很好的實現滾動更新。具體來說，k8s每次使用一個新的副本控制器(replication controller)來替換已存在的副本控制器，從而始終使用一個新的Pod模板來替換舊的pod模板。
大致步驟如下：
- 建立一個新的replication controller。
- 增加或減少pod副本數量，直到滿足當前批次期望的數量。
- 刪除舊的replication controller。
4、演示
使用kubectl更新一個已部署的應用程式，並模擬回滾。為了方便分析，將應用程式的pod副本數量設定為10。
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps scale deployment helloworldapi --replicas=10
4.1. 釋出微服務
檢視部署列表 $ kubectl get deployments -n k8s-ecoysystem-apps 檢視正在執行的pod $ kubectl get pods -n k8s-ecoysystem-apps 通過pod描述，檢視應用程式的當前映像版本 $ kubectl describe pods -n k8s-ecoysystem-apps
升級映象版本到v2.3
$ kubectl -n k8s-ecoysystem-apps set image deployments/helloworldapi helloworldapi=registry.wuling.com/justmine/helloworldapi:v2.3
4.2. 驗證釋出
檢查rollout狀態
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps rollout status deployments/helloworldapi
檢查pod詳情
kubectl describe pods -n k8s-ecoysystem-apps
從上圖可以看到，映象已經升級到v2.3版本
4.3. 回滾釋出
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps rollout undo deployments/helloworldapi
到目前為止，整個滾動釋出工作就圓滿完成了！！！
那麼如果我們想回滾到指定版本呢？答案是k8s完美支援，並且還可以通過資原始檔進行配置保留的歷史版次量。由於篇幅有限，感興趣的朋友，可以自己下去實戰，回滾命令如下：
# 1. 檢視版次
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps rollout history deployment/helloworldapi
# 2. 回滾到指定版次
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps rollout undo deployment/helloworldapi --to-revision=<版次>
5、原理
k8s精確地控制著整個釋出過程，分批次有序地進行著滾動更新，直到把所有舊的副本全部更新到新版本。實際上，k8s是通過兩個引數來精確地控制著每次滾動的pod數量：
maxSurge滾動更新過程中執行操作期望副本數的最大pod數，可以為絕對數值(eg：5)，但不能為0；也可以為百分數(eg：10%)。預設為25%。maxUnavailable滾動更新過程中不可用的最大pod數，可以為絕對數值(eg：5)，但不能為0；也可以為百分數(eg：10%)。預設為25%。
如果未指定這兩個可選引數，則k8s會使用預設配置：
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps get deployment helloworldapi -o yaml
5.1. 剖析部署概況
DESIRED最終期望處於READY狀態的副本數CURRENT當前的副本總數UP-TO-DATE當前完成更新的副本數AVAILABLE當前可用的副本數
當前的副本總數 = 10 + 10 * 25% = 13，所以CURRENT為13。
當前可用的副本數 = 10 - 10 * 25% = 8，所以AVAILABLE為8。
5.2. 剖析部署詳情
kubectl -n k8s-ecoysystem-apps describe deployment helloworldapi
整個滾動過程是通過控制兩個副本集來完成的，新的副本集：helloworldapi-6564f59f66；舊的副本集：helloworldapi-6f4959c8c7 。
理想狀態下的滾動過程：
- 建立了一個新的副本集，併為其分配3個新版本的pod，使副本總數達到13，一切正常。
- 通知舊副本集，銷燬2箇舊版本的pod，使可用副本總數保持到8，一起正常。
- 當兩個副本銷燬成功後，通知新副本集，再新增2個新版本的pod，使副本總數達到13，一切正常。
只要銷燬成功，新副本集就會創造新的pod，一直迴圈，直到舊的副本集pod數量為0。
滾動升級一個服務，實際就是建立一個新的RS，然後逐漸將新RS中副本數增加到理想狀態，將舊RS中的副本數減小到0的複合操作；
無論理想還是不理想，k8s最終都會使應用程式全部更新到期望狀態，都會始終保持最大的副本總數和可用副本總數的不變性！！！
6、總結
本篇詳解了k8s滾動更新機制，並通過實戰演示了微服務的滾動更新，當然還可以加入健康檢查和歷史版次回滾，大家可以下去自己實踐，在實戰中學習和進步，基礎打牢後，我們將結合實際情況，實戰更多的例子，下一篇將實戰金絲雀釋出微服務，請繼續關注。
本篇已貢獻給kubeasz，使用指南，特性實驗，Rollingupdate
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7、延伸閱讀
https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#rolling-update
https://kubernetes.io/docs/tutorials/kubernetes-basics/update-intro/
https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#rolling-update
https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/design-proposals/cli/simple-rolling-update.md
https://kubernetes.io/docs/tasks/run-application/rolling-update-replication-controller
https://kubernetes.io/docs/tutorials/kubernetes-basics/update-interactive
https://kubernetes.io/images/docs/kubectl_rollingupdate.svg
