Kubernetes Deployment Overview

Deployment 结构示意图

deployment排查拓扑图

1. 简介

一个 Deployment 为 Pods 和 ReplicaSets 提供声明式的更新能力。

你负责描述 Deployment 中的目标状态，而 Deployment 控制器（Controller）以受控速率更改实际状态，使其变为期望状态。你可以定义 Deployment 以创建新的 ReplicaSet，或删除现有 Deployment，并通过新的 Deployment 收养其资源。

2. 创建 Deployment

下面是 Deployment 示例。其中创建了一个 ReplicaSet，负责启动三个 nginx Pods：

2.1 编排yaml

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:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

2.2 定义描述

创建名为 nginx-deployment（由 .metadata.name 字段标明）的 Deployment。
该 Deployment 创建三个（由 replicas 字段标明）Pod 副本。
selector 字段定义 Deployment 如何查找要管理的 Pods。在这里，你选择在 Pod 模板中定义的标签（app: nginx）。不过，更复杂的选择规则是也可能的，只要 Pod 模板本身满足所给规则即可。
spec.selector.matchLabels 字段是 {key,value} 键值对映射。在 matchLabels 映射中的每个 {key,value} 映射等效于 matchExpressions 中的一个元素，即其 key 字段是 “key”，operator 为 “In”，values 数组仅包含 “value”。在 matchLabels 和 matchExpressions 中给出的所有条件都必须满足才能匹配。
template 字段包含以下子字段：
- Pod 被使用 labels 字段打上 app: nginx 标签。
- Pod 模板规约（即 .template.spec 字段）指示 Pods 运行一个 nginx 容器，该容器运行版本为 1.14.2 的 nginx Docker Hub镜像。
- 创建一个容器并使用 name 字段将其命名为 nginx。

2.3 运行与查看

$ kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
$ kubectl get deployments
NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3         0         0            0           1s

说明：你可以设置 --record 标志将所执行的命令写入资源注解 kubernetes.io/change-cause 中。这对于以后的检查是有用的。例如，要查看针对每个 Deployment 修订版本所执行过的命令。

在检查集群中的 Deployment 时，所显示的字段有：

NAME 列出了集群中 Deployment 的名称。
READY 显示应用程序的可用的副本数。显示的模式是“就绪个数/期望个数”。
UP-TO-DATE 显示为了达到期望状态已经更新的副本数。
AVAILABLE 显示应用可供用户使用的副本数。
AGE 显示应用程序运行的时间。

请注意期望副本数是根据 .spec.replicas 字段设置 3。

查看 Deployment 上线状态

$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out

几秒钟后再次运行

#注意 Deployment 已创建全部三个副本，并且所有副本都是最新的（它们包含最新的 Pod 模板） 并且可用
$ kubectl get deployments
AME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3         3         3            3           18s

查看 Deployment 创建的 ReplicaSet（rs)

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-75675f5897   3         3         3       18s

ReplicaSet 输出中包含以下字段：

NAME 列出名字空间中 ReplicaSet 的名称；
DESIRED 显示应用的期望副本个数，即在创建 Deployment 时所定义的值。此为期望状态；
CURRENT 显示当前运行状态中的副本个数；
READY 显示应用中有多少副本可以为用户提供服务；
AGE 显示应用已经运行的时间长度。

注意 ReplicaSet 的名称始终被格式化为[Deployment名称]-[随机字符串]。其中的随机字符串是使用 pod-template-hash 作为种子随机生成的。

Deployment 控制器将 pod-template-hash 标签添加到 Deployment 所创建或收留的每个 ReplicaSet 。此标签可确保 Deployment 的子 ReplicaSets 不重叠。标签是通过对 ReplicaSet 的 PodTemplate 进行哈希处理。所生成的哈希值被添加到 ReplicaSet 选择算符、Pod 模板标签，并存在于在 ReplicaSet 可能拥有的任何现有 Pod 中。

要查看每个 Pod 自动生成的标签，运行

$ kubectl get pods --show-labels
NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
nginx-deployment-75675f5897-7ci7o   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=3123191453
nginx-deployment-75675f5897-kzszj   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=3123191453
nginx-deployment-75675f5897-qqcnn   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=3123191453

$ k expose deployment nginx-deployment 80
$ k get svc
NAME                    TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
kubernetes              ClusterIP      10.96.0.1        <none>        443/TCP                      51d
nginx-deployment        ClusterIP      10.101.106.248   <none>        80/TCP                       8s
$ curl 10.101.106.248:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

2.4 Pod-template-hash label

注意：这个 label 不是用户指定的！

注意上面示例输出中的 pod label 里的 pod-template-hash label。当 Deployment 创建或者接管 ReplicaSet 时，Deployment controller 会自动为 Pod 添加 pod-template-hash label。这样做的目的是防止 Deployment 的子 ReplicaSet 的 pod 名字重复。通过将 ReplicaSet 的 PodTemplate 进行哈希散列，使用生成的哈希值作为 label 的值，并添加到 ReplicaSet selector 里、 pod template label 和 ReplicaSet 管理中的 Pod 上。

3. 更新 Deployment

说明：仅当 Deployment Pod 模板（即 .spec.template）发生改变时，例如模板的标签或容器镜像被更新，才会触发Deployment 上线。其他更新（如对 Deployment 执行扩缩容的操作）不会触发上线动作。

按照以下步骤更新 Deployment：先来更新 nginx Pod 以使用 nginx:1.16.1 镜像，而不是 nginx:1.14.2 镜像。

$ kubectl --record deployment.apps/nginx-deployment set image \
   deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1
deployment.apps/nginx-deployment image updated

或者

$ kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1 --record
deployment.apps/nginx-deployment image updated

或者，可以 edit Deployment 并将 .spec.template.spec.containers[0].image 从 nginx:1.14.2 更改至 nginx:1.16.1。

$ kubectl edit deployment.v1.apps/nginx-deployment
deployment.apps/nginx-deployment edited

要查看上线状态，运行：

$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
or
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out


$ kubectl get deployments
NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3         3         3            3           36s

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-1564180365   3         3         3       6s
nginx-deployment-2035384211   0         0         0       36s

$ kubectl get pods
NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-1564180365-khku8   1/1       Running   0          14s
nginx-deployment-1564180365-nacti   1/1       Running   0          14s
nginx-deployment-1564180365-z9gth   1/1       Running   0          14s

$ kubectl describe deployments
Name:                   nginx-deployment
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Thu, 30 Nov 2017 10:56:25 +0000
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision=2
Selector:               app=nginx
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
   Containers:
    nginx:
      Image:        nginx:1.16.1
      Port:         80/TCP
      Environment:  <none>
      Mounts:       <none>
    Volumes:        <none>
  Conditions:
    Type           Status  Reason
    ----           ------  ------
    Available      True    MinimumReplicasAvailable
    Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
  OldReplicaSets:  <none>
  NewReplicaSet:   nginx-deployment-1564180365 (3/3 replicas created)
  Events:
    Type    Reason             Age   From                   Message
    ----    ------             ----  ----                   -------
    Normal  ScalingReplicaSet  2m    deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-2035384211 to 3
    Normal  ScalingReplicaSet  24s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 1
    Normal  ScalingReplicaSet  22s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 2
    Normal  ScalingReplicaSet  22s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 2
    Normal  ScalingReplicaSet  19s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 1
    Normal  ScalingReplicaSet  19s   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 3
    Normal  ScalingReplicaSet  14s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 0

下次要更新这些 Pods 时，只需再次更新 Deployment Pod 模板即可。

Deployment 可确保在更新时仅关闭一定数量的 Pod。默认情况下，它确保至少所需 Pods 75% 处于运行状态（最大不可用比例为 25%）。

Deployment 还确保仅所创建 Pod 数量只可能比期望 Pods 数高一点点。默认情况下，它可确保启动的 Pod 个数比期望个数最多多出 25%（最大峰值 25%）。

例如，如果仔细查看上述 Deployment ，将看到它首先创建了一个新的 Pod，然后删除了一些旧的 Pods，并创建了新的 Pods。它不会杀死老 Pods，直到有足够的数量新的 Pods 已经出现。在足够数量的旧 Pods 被杀死前并没有创建新 Pods。它确保至少 2 个 Pod 可用，同时最多总共 4 个 Pod 可用。

可以看到，当第一次创建 Deployment 时，它创建了一个 ReplicaSet（nginx-deployment-2035384211）并将其直接扩容至 3 个副本。更新 Deployment 时，它创建了一个新的 ReplicaSet （nginx-deployment-1564180365），并将其扩容为 1，然后将旧 ReplicaSet 缩容到 2，以便至少有 2 个 Pod 可用且最多创建 4 个 Pod。然后，它使用相同的滚动更新策略继续对新的 ReplicaSet 扩容并对旧的 ReplicaSet 缩容。最后，你将有 3 个可用的副本在新的 ReplicaSet 中，旧 ReplicaSet 将缩容到 0。

3.1 Rollover（多个 rollout 并行）

每当 Deployment controller 观测到有新的 deployment 被创建时，如果没有已存在的 ReplicaSet 来创建期望个数的 Pod 的话，就会创建出一个新的 ReplicaSet 来做这件事。已存在的 ReplicaSet 控制 label 与 .spec.selector 匹配但是 template 跟 .spec.template 不匹配的 Pod 缩容。最终，新的 ReplicaSet 将会扩容出 .spec.replicas 指定数目的 Pod，旧的 ReplicaSet 会缩容到 0。

如果您更新了一个的已存在并正在进行中的 Deployment，每次更新 Deployment 都会创建一个新的 ReplicaSet 并扩容它，同时回滚之前扩容的 ReplicaSet —— 将它添加到旧的 ReplicaSet 列表中，开始缩容。

例如，假如您创建了一个有 5 个 niginx:1.7.9 replica 的 Deployment，但是当还只有 3 个 nginx:1.7.9 的 replica 创建出来的时候您就开始更新含有 5 个 nginx:1.9.1 replica 的 Deployment。在这种情况下，Deployment 会立即杀掉已创建的 3 个 nginx:1.7.9 的 Pod，并开始创建 nginx:1.9.1 的 Pod。它不会等到所有的 5 个 nginx:1.7.9 的 Pod 都创建完成后才开始改变航道。

Label selector 更新

我们通常不鼓励更新 label selector，我们建议事先规划好您的 selector。

任何情况下，只要您想要执行 label selector 的更新，请一定要谨慎并确认您已经预料到所有可能因此导致的后果。

增添 selector 需要同时在 Deployment 的 spec 中更新新的 label，否则将返回校验错误。此更改是不可覆盖的，这意味着新的 selector 不会选择使用旧 selector 创建的 ReplicaSet 和 Pod，从而导致所有旧版本的 ReplicaSet 都被丢弃，并创建新的 ReplicaSet。更新 selector，即更改 selector key 的当前值，将导致跟增添 selector 同样的后果。删除 selector，即删除 Deployment selector 中的已有的 key，不需要对 Pod template label 做任何更改，现有的 ReplicaSet 也不会成为孤儿，但是请注意，删除的 label 仍然存在于现有的 Pod 和 ReplicaSet 中。

4. 回滚 Deployment

有时，你可能想要回滚 Deployment；例如，当 Deployment 不稳定时（例如进入反复崩溃状态）。默认情况下，Deployment 的所有上线记录都保留在系统中，以便可以随时回滚（你可以通过修改修订历史记录限制来更改这一约束）。

Deployment 被触发上线时，系统就会创建 Deployment 的新的修订版本。这意味着仅当 Deployment 的 Pod 模板（.spec.template）发生更改时，才会创建新修订版本 -- 例如，模板的标签或容器镜像发生变化。其他更新，如 Deployment 的扩缩容操作不会创建 Deployment 修订版本。这是为了方便同时执行手动缩放或自动缩放。换言之，当你回滚到较早的修订版本时，只有 Deployment 的 Pod 模板部分会被回滚。

假设你在更新 Deployment 时犯了一个拼写错误，将镜像名称命名设置为 nginx:1.161 而不是 nginx:1.16.1：

$ kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.161 --record=true
deployment.apps/nginx-deployment image updated

此上线进程会出现停滞。你可以通过检查上线状态来验证：

$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
Waiting for rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...

你可以看到旧的副本有两个（nginx-deployment-1564180365 和 nginx-deployment-2035384211），新的副本有 1 个（nginx-deployment-3066724191）：

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-1564180365   3         3         3       25s
nginx-deployment-2035384211   0         0         0       36s
nginx-deployment-3066724191   1         1         0       6s

查看所创建的 Pod，你会注意到新 ReplicaSet 所创建的 1 个 Pod 卡顿在镜像拉取循环中

$ kubectl get pods
NAME                                READY     STATUS             RESTARTS   AGE
nginx-deployment-1564180365-70iae   1/1       Running            0          25s
nginx-deployment-1564180365-jbqqo   1/1       Running            0          25s
nginx-deployment-1564180365-hysrc   1/1       Running            0          25s
nginx-deployment-3066724191-08mng   0/1       ImagePullBackOff   0          6s


$ kubectl describe deployment
Name:           nginx-deployment
Namespace:      default
CreationTimestamp:  Tue, 15 Mar 2016 14:48:04 -0700
Labels:         app=nginx
Selector:       app=nginx
Replicas:       3 desired | 1 updated | 4 total | 3 available | 1 unavailable
StrategyType:       RollingUpdate
MinReadySeconds:    0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:1.91
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    ReplicaSetUpdated
OldReplicaSets:     nginx-deployment-1564180365 (3/3 replicas created)
NewReplicaSet:      nginx-deployment-3066724191 (1/1 replicas created)
Events:
  FirstSeen LastSeen    Count   From                    SubobjectPath   Type        Reason              Message
  --------- --------    -----   ----                    -------------   --------    ------              -------
  1m        1m          1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-2035384211 to 3
  22s       22s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 1
  22s       22s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 2
  22s       22s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 2
  21s       21s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 1
  21s       21s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-1564180365 to 3
  13s       13s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled down replica set nginx-deployment-2035384211 to 0
  13s       13s         1       {deployment-controller }                Normal      ScalingReplicaSet   Scaled up replica set nginx-deployment-3066724191 to 1

说明： Deployment 控制器自动停止有问题的上线过程，并停止对新的 ReplicaSet 扩容。这行为取决于所指定的rollingUpdate 参数（具体为 maxUnavailable）。默认情况下，Kubernetes 将此值设置为 25%。

4.1 检查 Deployment 上线历史

首先，检查 Deployment 修订历史：

kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment
deployments "nginx-deployment"
REVISION    CHANGE-CAUSE
1           kubectl apply --filename=https://k8s.io/examples/controllers/nginx-deployment.yaml --record=true
2           kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1 --record=true
3           kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.91 --record=true

CHANGE-CAUSE 的内容是从 Deployment 的 kubernetes.io/change-cause 注解复制过来的。复制动作发生在修订版本创建时。你可以通过以下方式设置 CHANGE-CAUSE 消息：

使用 kubectl annotate deployment.v1.apps/nginx-deployment kubernetes.io/change-cause="image updated to 1.9.1" 为 Deployment添加注解。
追加 --record 命令行标志以保存正在更改资源的 kubectl 命令。
手动编辑资源的清单。

要查看修订历史的详细信息，运行：

$ kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment --revision=2
deployments "nginx-deployment" revision 2
  Labels:       app=nginx
          pod-template-hash=1159050644
  Annotations:  kubernetes.io/change-cause=kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1 --record=true
  Containers:
   nginx:
    Image:      nginx:1.16.1
    Port:       80/TCP
     QoS Tier:
        cpu:      BestEffort
        memory:   BestEffort
    Environment Variables:      <none>
  No volumes.

4.2 回滚到之前的修订版本

按照下面给出的步骤将 Deployment 从当前版本回滚到以前的版本（即版本 2）。假定现在你已决定撤消当前上线并回滚到以前的修订版本：

$ kubectl rollout undo deployment.v1.apps/nginx-deployment
deployment.apps/nginx-deployment

或者，你也可以通过使用 --to-revision 来回滚到特定修订版本：

$ kubectl rollout undo deployment.v1.apps/nginx-deployment --to-revision=2
deployment.apps/nginx-deployment

现在，Deployment 正在回滚到以前的稳定版本。正如你所看到的，Deployment 控制器生成了回滚到修订版本 2 的 DeploymentRollback 事件。检查回滚是否成功以及 Deployment 是否正在运行，运行：

$ kubectl get deployment nginx-deployment
NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3         3         3            3           30m


$ kubectl describe deployment nginx-deployment
Name:                   nginx-deployment
Namespace:              default
CreationTimestamp:      Sun, 02 Sep 2018 18:17:55 -0500
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision=4
                        kubernetes.io/change-cause=kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1 --record=true
Selector:               app=nginx
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:1.16.1
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-deployment-c4747d96c (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason              Age   From                   Message
  ----    ------              ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet   12m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-75675f5897 to 3
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-c4747d96c to 1
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-75675f5897 to 2
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-c4747d96c to 2
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-75675f5897 to 1
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-c4747d96c to 3
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-75675f5897 to 0
  Normal  ScalingReplicaSet   11m   deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-595696685f to 1
  Normal  DeploymentRollback  15s   deployment-controller  Rolled back deployment "nginx-deployment" to revision 2
  Normal  ScalingReplicaSet   15s   deployment-controller  Scaled down replica set nginx-deployment-595696685f to 0

5. 缩放 Deployment

$ kubectl scale deployment.v1.apps/nginx-deployment --replicas=10
deployment.apps/nginx-deployment scaled

假设集群启用了Pod 的水平自动缩放，你可以为 Deployment 设置自动缩放器，并基于现有 Pods 的 CPU 利用率选择要运行的 Pods 个数下限和上限。

$ kubectl autoscale deployment.v1.apps/nginx-deployment --min=10 --max=15 --cpu-percent=80
deployment.apps/nginx-deployment scaled

5.1 比例缩放

RollingUpdate 的 Deployment 支持同时运行应用程序的多个版本。当自动缩放器缩放处于上线进程（仍在进行中或暂停）中的 RollingUpdate Deployment 时， Deployment 控制器会平衡现有的活跃状态的 ReplicaSets（含 Pods 的 ReplicaSets）中的额外副本，以降低风险。这称为比例缩放（Proportional Scaling）。

例如，你正在运行一个 10 个副本的 Deployment，其 maxSurge=3，maxUnavailable=2。

$ kubectl get deploy
NAME                 DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE  VAILABLE   AGE
nginx-deployment     10        10        10           10          50s

更新 Deployment 使用新镜像，碰巧该镜像无法从集群内部解析。

$ kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:sometag
deployment.apps/nginx-deployment image updated

镜像更新使用 ReplicaSet nginx-deployment-1989198191 启动新的上线过程，但由于上面提到的 maxUnavailable 要求，该进程被阻塞了。检查上线状态：

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-deployment-1989198191   5         5         0         9s
nginx-deployment-618515232    8         8         8         1m

然后，出现了新的 Deployment 扩缩请求。自动缩放器将 Deployment 副本增加到 15。 Deployment 控制器需要决定在何处添加 5 个新副本。如果未使用比例缩放，所有 5 个副本都将添加到新的 ReplicaSet 中。使用比例缩放时，可以将额外的副本分布到所有 ReplicaSet。较大比例的副本会被添加到拥有最多副本的 ReplicaSet，而较低比例的副本会进入到副本较少的 ReplicaSet。所有剩下的副本都会添加到副本最多的 ReplicaSet。具有零副本的 ReplicaSets 不会被扩容。

在上面的示例中，3 个副本被添加到旧 ReplicaSet 中，2 个副本被添加到新 ReplicaSet。假定新的副本都很健康，上线过程最终应将所有副本迁移到新的 ReplicaSet 中。要确认这一点，请运行：

$ kubectl get deploy
NAME                 DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment     15        18        7            8           7m

上线状态确认了副本是如何被添加到每个 ReplicaSet 的。

$ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-deployment-1989198191   7         7         0         7m
nginx-deployment-618515232    11        11        11        7m

6. 暂停、恢复 Deployment

你可以在触发一个或多个更新之前暂停 Deployment，然后再恢复其执行。这样做使得你能够在暂停和恢复执行之间应用多个修补程序，而不会触发不必要的上线操作。例如，对于一个刚刚创建的 Deployment：获取 Deployment 信息：

$ kubectl get deploy
NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx     3         3         3            3           1m

$ kubectl get rs
NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   3         3         3         1m

使用如下指令暂停运行：

$ kubectl rollout pause deployment.v1.apps/nginx-deployment
deployment.apps/nginx-deployment paused

接下来更新 Deployment 镜像：

$ kubectl set image deployment.v1.apps/nginx-deployment nginx=nginx:1.16.1
deployment.apps/nginx-deployment image updated

注意没有新的上线被触发：

$ kubectl rollout history deployment.v1.apps/nginx-deployment
deployments "nginx"
REVISION  CHANGE-CAUSE
1   <none>

获取上线状态确保 Deployment 更新已经成功：

$ kubectl get rs
NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   3         3         3         2m

你可以根据需要执行很多更新操作，例如，可以要使用的资源：

$ kubectl set resources deployment.v1.apps/nginx-deployment -c=nginx --limits=cpu=200m,memory=512Mi
deployment.apps/nginx-deployment resource requirements updated

暂停 Deployment 之前的初始状态将继续发挥作用，但新的更新在 Deployment 被暂停期间不会产生任何效果。

最终，恢复 Deployment 执行并观察新的 ReplicaSet 的创建过程，其中包含了所应用的所有更新：

$ kubectl rollout resume deployment.v1.apps/nginx-deployment
deployment.apps/nginx-deployment resumed

#观察上线的状态
$ kubectl get rs -w
NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   2         2         2         2m
nginx-3926361531   2         2         0         6s
nginx-3926361531   2         2         1         18s
nginx-2142116321   1         2         2         2m
nginx-2142116321   1         2         2         2m
nginx-3926361531   3         2         1         18s
nginx-3926361531   3         2         1         18s
nginx-2142116321   1         1         1         2m
nginx-3926361531   3         3         1         18s
nginx-3926361531   3         3         2         19s
nginx-2142116321   0         1         1         2m
nginx-2142116321   0         1         1         2m
nginx-2142116321   0         0         0         2m
nginx-3926361531   3         3         3         20s

#获取最近上线的状态
$ kubectl get rs
NAME               DESIRED   CURRENT   READY     AGE
nginx-2142116321   0         0         0         2m
nginx-3926361531   3         3         3         28s

说明：你不可以回滚处于暂停状态的 Deployment，除非先恢复其执行状态。

7. Deployment 状态

Deployment 的生命周期中会有许多状态。上线新的 ReplicaSet 期间可能处于 Progressing（进行中），可能是 Complete（已完成），也可能是 Failed（失败）以至于无法继续进行。

7.1 进行中的 Deployment(Progressing)

执行下面的任务期间，Kubernetes 标记 Deployment 为进行中（Progressing）：

Deployment 创建新的 ReplicaSet
Deployment 正在为其最新的 ReplicaSet 扩容
Deployment 正在为其旧有的 ReplicaSet(s) 缩容
新的 Pods 已经就绪或者可用（就绪至少持续了 MinReadySeconds 秒）。

你可以使用 kubectl rollout status 监视 Deployment 的进度。

7.2 完成的 Deployment(Complete)

当 Deployment 具有以下特征时，Kubernetes 将其标记为完成（Complete）：

与 Deployment 关联的所有副本都已更新到指定的最新版本，这意味着之前请求的所有更新都已完成。
与 Deployment 关联的所有副本都可用。
未运行 Deployment 的旧副本。

你可以使用 kubectl rollout status 检查 Deployment 是否已完成。如果上线成功完成，kubectl rollout status 返回退出代码 0。

$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
Waiting for rollout to finish: 2 of 3 updated replicas are available...
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out
$ echo $?
0

7.3 失败的 Deployment(Failed)

你的 Deployment 可能会在尝试部署其最新的 ReplicaSet 受挫(Failed)，一直处于未完成状态。造成此情况一些可能因素如下：

配额（Quota）不足
就绪探测（Readiness Probe）失败
镜像拉取错误
权限不足
限制范围（Limit Ranges）问题
应用程序运行时的配置错误

检测此状况的一种方法是在 Deployment 规约中指定截止时间参数：（[.spec.progressDeadlineSeconds]（#progress-deadline-seconds））。 .spec.progressDeadlineSeconds 给出的是一个秒数值，Deployment 控制器在（通过 Deployment 状态）标示 Deployment 进展停滞之前，需要等待所给的时长。

以下 kubectl 命令设置规约中的 progressDeadlineSeconds，从而告知控制器在 10 分钟后报告 Deployment 没有进展：

$ kubectl patch deployment.v1.apps/nginx-deployment -p '{"spec":{"progressDeadlineSeconds":600}}'
deployment.apps/nginx-deployment patched

超过截止时间后，Deployment 控制器将添加具有以下属性的 DeploymentCondition 到 Deployment 的 .status.conditions 中：

Type=Progressing
Status=False
Reason=ProgressDeadlineExceeded

参考 Kubernetes API 约定获取更多状态状况相关的信息。

除了报告 Reason=ProgressDeadlineExceeded 状态之外，Kubernetes 对已停止的 Deployment 不执行任何操作。更高级别的编排器可以利用这一设计并相应地采取行动。例如，将 Deployment 回滚到其以前的版本。

如果你暂停了某个 Deployment，Kubernetes 不再根据指定的截止时间检查 Deployment 进展。你可以在上线过程中间安全地暂停 Deployment 再恢复其执行，这样做不会导致超出最后时限的问题。

Deployment 可能会出现瞬时性的错误，可能因为设置的超时时间过短，也可能因为其他可认为是临时性的问题。例如，假定所遇到的问题是配额不足。如果描述 Deployment，你将会注意到以下部分：

$ kubectl describe deployment nginx-deployment
<...>
Conditions:
  Type            Status  Reason
  ----            ------  ------
  Available       True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing     True    ReplicaSetUpdated
  ReplicaFailure  True    FailedCreate
<...>


$ kubectl get deployment nginx-deployment -o yaml
status:
  availableReplicas: 2
  conditions:
  - lastTransitionTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    lastUpdateTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    message: Replica set "nginx-deployment-4262182780" is progressing.
    reason: ReplicaSetUpdated
    status: "True"
    type: Progressing
  - lastTransitionTime: 2016-10-04T12:25:42Z
    lastUpdateTime: 2016-10-04T12:25:42Z
    message: Deployment has minimum availability.
    reason: MinimumReplicasAvailable
    status: "True"
    type: Available
  - lastTransitionTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    lastUpdateTime: 2016-10-04T12:25:39Z
    message: 'Error creating: pods "nginx-deployment-4262182780-" is forbidden: exceeded quota:
      object-counts, requested: pods=1, used: pods=3, limited: pods=2'
    reason: FailedCreate
    status: "True"
    type: ReplicaFailure
  observedGeneration: 3
  replicas: 2
  unavailableReplicas: 2

最终，一旦超过 Deployment 进度限期，Kubernetes 将更新状态和进度状况的原因：

Conditions:
  Type            Status  Reason
  ----            ------  ------
  Available       True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing     False   ProgressDeadlineExceeded
  ReplicaFailure  True    FailedCreate

可以通过缩容 Deployment 或者缩容其他运行状态的控制器，或者直接在命名空间中增加配额来解决配额不足的问题。如果配额条件满足，Deployment 控制器完成了 Deployment 上线操作， Deployment 状态会更新为成功状况（Status=True and Reason=NewReplicaSetAvailable）。

Conditions:
  Type          Status  Reason
  ----          ------  ------
  Available     True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing   True    NewReplicaSetAvailable

Type=Available 加上 Status=True 意味着 Deployment 具有最低可用性。最低可用性由 Deployment 策略中的参数指定。 Type=Progressing 加上 Status=True 表示 Deployment 处于上线过程中，并且正在运行，或者已成功完成进度，最小所需新副本处于可用。请参阅对应状况的 Reason 了解相关细节。在我们的案例中 Reason=NewReplicaSetAvailable 表示 Deployment 已完成。

你可以使用 kubectl rollout status 检查 Deployment 是否未能取得进展。如果 Deployment 已超过进度限期，kubectl rollout status 返回非零退出代码。

$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
error: deployment "nginx" exceeded its progress deadline

$ echo $?
1

8. 编排 Deployment

8.1 Pod template

.spec 中只有 .spec.template 和 .spec.selector 是必需的字段
.spec.template 是一个 Pod 模板。它和 Pod 的语法规则完全相同。只是这里它是嵌套的，因此不需要 apiVersion 或 kind。
除了 Pod 的必填字段外，Deployment 中的 Pod 模板必须指定适当的标签和适当的重新启动策略。对于标签，请确保不要与其他控制器重叠。请参考选择算符。

8.2 Replicas

.spec.replicas 是指定所需 Pod 的可选字段。它的默认值是1

8.3 spec.selector

.spec.selector 是指定本 Deployment 的 Pod标签选择算符的必需字段。
.spec.selector 必须匹配 .spec.template.metadata.labels，否则请求会被 API 拒绝。
在 API apps/v1版本中，.spec.selector 和 .metadata.labels 如果没有设置的话，不会被默认设置为 .spec.template.metadata.labels，所以需要明确进行设置。同时在apps/v1版本中，Deployment 创建后 .spec.selector 是不可变的

8.4 策略

.spec.strategy 策略指定用于用新 Pods 替换旧 Pods 的策略。 .spec.strategy.type 可以是 “Recreate” 或 “RollingUpdate”。“RollingUpdate” 是默认值。

重新创建 Deployment 如果 .spec.strategy.type==Recreate，在创建新 Pods 之前，所有现有的 Pods 会被杀死。

滚动更新 Deployment Deployment 会在 .spec.strategy.type==RollingUpdate时，采取滚动更新的方式更新 Pods。你可以指定 maxUnavailable 和 maxSurge 来控制滚动更新过程。

最大峰值 .spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge 是一个可选字段，用来指定可以创建的超出期望 Pod 个数的 Pod 数量。此值可以是绝对数（例如，5）或所需 Pods 的百分比（例如，10%）。如果 MaxUnavailable 为 0，则此值不能为 0。百分比值会通过向上取整转换为绝对数。此字段的默认值为 25%。

例如，当此值为 30% 时，启动滚动更新后，会立即对新的 ReplicaSet 扩容，同时保证新旧 Pod 的总数不超过所需 Pod 总数的 130%。一旦旧 Pods 被杀死，新的 ReplicaSet 可以进一步扩容，同时确保更新期间的任何时候运行中的 Pods 总数最多为所需 Pods 总数的 130%。

8.5 进度期限秒数

.spec.progressDeadlineSeconds 是一个可选字段，用于指定系统在报告 Deployment 进展失败之前等待 Deployment 取得进展的秒数。这类报告会在资源状态中体现为 Type=Progressing、Status=False、 Reason=ProgressDeadlineExceeded。Deployment 控制器将持续重试 Deployment。将来，一旦实现了自动回滚，Deployment 控制器将在探测到这样的条件时立即回滚 Deployment。

如果指定，则此字段值需要大于 .spec.minReadySeconds 取值

8.6 最短就绪时间

.spec.minReadySeconds 是一个可选字段，用于指定新创建的 Pod 在没有任意容器崩溃情况下的最小就绪时间，只有超出这个时间 Pod 才被视为可用。默认值为 0（Pod 在准备就绪后立即将被视为可用）。要了解何时 Pod 被视为就绪，可参考容器探针

8.7 Rollback To

.spec.rollbackTo 是一个可以选配置项，用来配置 Deployment 回退的配置。设置该参数将触发回退操作，每次回退完成后，该值就会被清除。

8.8 Revision

.spec.rollbackTo.revision 是一个可选配置项，用来指定回退到的 revision。默认是 0，意味着回退到上一个 revision。

8.9 修订历史限制

Deployment 的修订历史记录存储在它所控制的 ReplicaSets 中。

.spec.revisionHistoryLimit 是一个可选字段，用来设定出于会滚目的所要保留的旧 ReplicaSet 数量。这些旧 ReplicaSet 会消耗 etcd 中的资源，并占用 kubectl get rs 的输出。每个 Deployment 修订版本的配置都存储在其 ReplicaSets 中；因此，一旦删除了旧的 ReplicaSet，将失去回滚到 Deployment 的对应修订版本的能力。默认情况下，系统保留 10 个旧 ReplicaSet，但其理想值取决于新 Deployment 的频率和稳定性。

更具体地说，将此字段设置为 0 意味着将清理所有具有 0 个副本的旧 ReplicaSet。在这种情况下，无法撤消新的 Deployment 上线，因为它的修订历史被清除了。

8.10 paused（暂停的）

.spec.paused 是用于暂停和恢复 Deployment 的可选布尔字段。暂停的 Deployment 和未暂停的 Deployment 的唯一区别是，Deployment 处于暂停状态时， PodTemplateSpec 的任何修改都不会触发新的上线。 Deployment 在创建时是默认不会处于暂停状态。

参考：

Kuberenetes Deployments

Deployment