Kubernetes中的Rolling Update服务滚动升级

后海夜色

(题图:后海夜色 Apr 30,2017)

前言

本文已同步到gitbook kubernetes-handbook的第8章第1节。

本文说明在Kubernetes1.6中服务如何滚动升级,并对其进行测试。

当有镜像发布新版本,新版本服务上线时如何实现服务的滚动和平滑升级?

如果你使用ReplicationController创建的pod可以使用kubectl rollingupdate命令滚动升级,如果使用的是Deployment创建的Pod可以直接修改yaml文件后执行kubectl apply即可。

Deployment已经内置了RollingUpdate strategy,因此不用再调用kubectl rollingupdate命令,升级的过程是先创建新版的pod将流量导入到新pod上后销毁原来的旧的pod。

Rolling Update适用于DeploymentReplication Controller,官方推荐使用Deployment而不再使用Replication Controller。

使用ReplicationController时的滚动升级请参考官网说明:https://kubernetes.io/docs/tasks/run-application/rolling-update-replication-controller/

ReplicationController与Deployment的关系

ReplicationController和Deployment的RollingUpdate命令有些不同,但是实现的机制是一样的,关于这两个kind的关系我引用了ReplicationController与Deployment的区别中的部分内容如下,详细区别请查看原文。

ReplicationController

Replication Controller为Kubernetes的一个核心内容,应用托管到Kubernetes之后,需要保证应用能够持续的运行,Replication Controller就是这个保证的key,主要的功能如下:

  • 确保pod数量:它会确保Kubernetes中有指定数量的Pod在运行。如果少于指定数量的pod,Replication Controller会创建新的,反之则会删除掉多余的以保证Pod数量不变。
  • 确保pod健康:当pod不健康,运行出错或者无法提供服务时,Replication Controller也会杀死不健康的pod,重新创建新的。
  • 弹性伸缩 :在业务高峰或者低峰期的时候,可以通过Replication Controller动态的调整pod的数量来提高资源的利用率。同时,配置相应的监控功能(Hroizontal Pod Autoscaler),会定时自动从监控平台获取Replication Controller关联pod的整体资源使用情况,做到自动伸缩。
  • 滚动升级:滚动升级为一种平滑的升级方式,通过逐步替换的策略,保证整体系统的稳定,在初始化升级的时候就可以及时发现和解决问题,避免问题不断扩大。

Deployment

Deployment同样为Kubernetes的一个核心内容,主要职责同样是为了保证pod的数量和健康,90%的功能与Replication Controller完全一样,可以看做新一代的Replication Controller。但是,它又具备了Replication Controller之外的新特性:

  • Replication Controller全部功能:Deployment继承了上面描述的Replication Controller全部功能。
  • 事件和状态查看:可以查看Deployment的升级详细进度和状态。
  • 回滚:当升级pod镜像或者相关参数的时候发现问题,可以使用回滚操作回滚到上一个稳定的版本或者指定的版本。
  • 版本记录: 每一次对Deployment的操作,都能保存下来,给予后续可能的回滚使用。
  • 暂停和启动:对于每一次升级,都能够随时暂停和启动。
  • 多种升级方案:Recreate:删除所有已存在的pod,重新创建新的; RollingUpdate:滚动升级,逐步替换的策略,同时滚动升级时,支持更多的附加参数,例如设置最大不可用pod数量,最小升级间隔时间等等。

创建测试镜像

我们来创建一个特别简单的web服务,当你访问网页时,将输出一句版本信息。通过区分这句版本信息输出我们就可以断定升级是否完成。

所有配置和代码见Github上的manifests/test/rolling-update-test目录。

Web服务的代码main.go

package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"net/http"
)

func sayhello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	fmt.Fprintf(w, "This is version 1.") //这个写入到w的是输出到客户端的
}

func main() {
	http.HandleFunc("/", sayhello) //设置访问的路由
	log.Println("This is version 1.")
	err := http.ListenAndServe(":9090", nil) //设置监听的端口
	if err != nil {
		log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
	}
}

创建Dockerfile

FROM alpine:3.5
MAINTAINER Jimmy Song<rootsongjc@gmail.com>
ADD hellov2 /
ENTRYPOINT ["/hellov2"]

注意修改添加的文件的名称。

创建Makefile

修改镜像仓库的地址为你自己的私有镜像仓库地址。

修改Makefile中的TAG为新的版本号。

all: build push clean
.PHONY: build push clean

TAG = v1

# Build for linux amd64
build:
	GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o hello${TAG} main.go
	docker build -t sz-pg-oam-docker-hub-001.tendcloud.com/library/hello:${TAG} .

# Push to tenxcloud
push:
	docker push sz-pg-oam-docker-hub-001.tendcloud.com/library/hello:${TAG}

# Clean 
clean:
	rm -f hello${TAG}

编译

make all

分别修改main.go中的输出语句、Dockerfile中的文件名称和Makefile中的TAG,创建两个版本的镜像。

测试

我们使用Deployment部署服务来测试。

配置文件rolling-update-test.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
    name: rolling-update-test
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: rolling-update-test
    spec:
      containers:
      - name: rolling-update-test
        image: sz-pg-oam-docker-hub-001.tendcloud.com/library/hello:v1
        ports:
        - containerPort: 9090
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: rolling-update-test
  labels:
    app: rolling-update-test
spec:
  ports:
  - port: 9090
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: rolling-update-test

部署service

kubectl create -f rolling-update-test.yaml

修改traefik ingress配置

ingress.yaml文件中增加新service的配置。

  - host: rolling-update-test.traefik.io
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: rolling-update-test
          servicePort: 9090

修改本地的host配置,增加一条配置:

172.20.0.119 rolling-update-test.traefik.io

注意:172.20.0.119是我们之前使用keepalived创建的VIP。

打开浏览器访问http://rolling-update-test.traefik.io将会看到以下输出:

This is version 1.

滚动升级

只需要将rolling-update-test.yaml文件中的image改成新版本的镜像名,然后执行:

kubectl apply -f rolling-update-test.yaml

也可以参考Kubernetes Deployment Concept中的方法,直接设置新的镜像。

kubectl set image deployment/rolling-update-test rolling-update-test=sz-pg-oam-docker-hub-001.tendcloud.com/library/hello:v2

或者使用kubectl edit deployment/rolling-update-test修改镜像名称后保存。

使用以下命令查看升级进度:

kubectl rollout status deployment/rolling-update-test

升级完成后在浏览器中刷新http://rolling-update-test.traefik.io将会看到以下输出:

This is version 2.

说明滚动升级成功。

使用ReplicationController创建的Pod如何RollingUpdate

以上讲解使用Deployment创建的Pod的RollingUpdate方式,那么如果使用传统的ReplicationController创建的Pod如何Update呢?

举个例子:

$ kubectl -n spark-cluster rolling-update zeppelin-controller --image sz-pg-oam-docker-hub-001.tendcloud.com/library/zeppelin:0.7.1
Created zeppelin-controller-99be89dbbe5cd5b8d6feab8f57a04a8b
Scaling up zeppelin-controller-99be89dbbe5cd5b8d6feab8f57a04a8b from 0 to 1, scaling down zeppelin-controller from 1 to 0 (keep 1 pods available, don't exceed 2 pods)
Scaling zeppelin-controller-99be89dbbe5cd5b8d6feab8f57a04a8b up to 1
Scaling zeppelin-controller down to 0
Update succeeded. Deleting old controller: zeppelin-controller
Renaming zeppelin-controller-99be89dbbe5cd5b8d6feab8f57a04a8b to zeppelin-controller
replicationcontroller "zeppelin-controller" rolling updated

只需要指定新的镜像即可,当然你可以配置RollingUpdate的策略。

参考

Rolling update机制解析

Running a Stateless Application Using a Deployment

Simple Rolling Update

使用kubernetes的deployment进行RollingUpdate

Kubernetes Deployment Concept