一、知识准备
● 本文详细探索deployment在滚动更新时候的行为
● 相关的参数介绍：
livenessProbe：存活性探测。判断pod是否已经停止
readinessProbe：就绪性探测。判断pod是否能够提供正常服务
maxSurge：在滚动更新过程中最多可以存在的pod数
maxUnavailable：在滚动更新过程中最多不可用的pod数
二、环境准备
| 组件 | 版本 |
|---|---|
| OS | Ubuntu 18.04.1 LTS |
| docker | 18.06.0-ce |
三、准备镜像、yaml文件
首先准备2个不同版本的镜像，用于测试（已经在阿里云上创建好2个不同版本的nginx镜像）
docker pull registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mrvolleyball/nginx:v1
docker pull registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mrvolleyball/nginx:delay_v1
2个镜像都提供相同的服务，只不过nginx:delay_v1会延迟启动20才启动nginx
root@k8s-master:~# docker run -d --rm -p 10080:80 nginx:v1
e88097841c5feef92e4285a2448b943934ade5d86412946bc8d86e262f80a050
root@k8s-master:~# curl http://127.0.0.1:10080
----------
version: v1
hostname: f5189a5d3ad3
yaml文件：
root@k8s-master:~# more roll_update.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: update-deployment
spec:
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: roll-update
spec:
containers:
- name: nginx
image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mrvolleyball/nginx:v1
imagePullPolicy: Always
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app: roll-update
ports:
- protocol: TCP
port: 10080
targetPort: 80
四、livenessProbe与readinessProbe
livenessProbe：存活性探测，最主要是用来探测pod是否需要重启
readinessProbe：就绪性探测，用来探测pod是否已经能够提供服务
● 在滚动更新的过程中，pod会动态的被delete，然后又被create出来。存活性探测保证了始终有足够的pod存活提供服务，一旦出现pod数量不足，k8s会立即拉起新的pod
● 但是在pod启动的过程中，服务正在打开，并不可用，这时候如果有流量打过来，就会造成报错
下面来模拟一下这个场景：
首先apply上述的配置文件
root@k8s-master:~# kubectl apply -f roll_update.yaml
deployment.extensions "update-deployment" created
service "nginx-service" created
root@k8s-master:~# kubectl get pod -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
update-deployment-7db77f7cc6-c4s2v 1/1 Running 0 28s 10.10.235.232 k8s-master
update-deployment-7db77f7cc6-nfgtd 1/1 Running 0 28s 10.10.36.82 k8s-node1
update-deployment-7db77f7cc6-tflfl 1/1 Running 0 28s 10.10.169.158 k8s-node2
root@k8s-master:~# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
nginx-service ClusterIP 10.254.254.199 <none> 10080/TCP 1m
重新打开终端，测试当前服务的可用性（每秒做一次循环去获取nginx的服务内容）：
root@k8s-master:~# while :; do curl http://10.254.254.199:10080; sleep 1; done
----------
version: v1
hostname: update-deployment-7db77f7cc6-nfgtd
----------
version: v1
hostname: update-deployment-7db77f7cc6-c4s2v
----------
version: v1
hostname: update-deployment-7db77f7cc6-tflfl
----------
version: v1
hostname: update-deployment-7db77f7cc6-nfgtd
...
这时候把镜像版本更新到nginx:delay_v1，这个镜像会延迟启动nginx，也就是说，会先sleep 20s，然后才去启动nginx服务。这就模拟了在服务启动过程中，虽然pod已经是存在的状态，但是并没有真正提供服务
root@k8s-master:~# kubectl patch deployment update-deployment --patch '{"metadata":{"annotations":{"kubernetes.io/change-cause":"update version to v2"}} ,"spec": {"template": {"spec": {"containers": [{"name": "nginx","image":"registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mrvolleyball/nginx:delay_v1"}]}}}}'
deployment.extensions "update-deployment" patched
...
----------
version: v1
hostname: update-deployment-7db77f7cc6-h6hvt
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
curl: (7) Failed to connect to 10.254.254.199 port 10080: Connection refused
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-d788c7dc6-6th87
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-d788c7dc6-n22vz
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-d788c7dc6-njmpz
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-d788c7dc6-6th87
可以看到，由于延迟启动，nginx并没有真正做好准备提供服务，此时流量已经发到后端，导致服务不可用的状态
所以，加入readinessProbe是非常必要的手段：
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: update-deployment
spec:
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: roll-update
spec:
containers:
- name: nginx
image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mrvolleyball/nginx:v1
imagePullPolicy: Always
readinessProbe:
tcpSocket:
port: 80
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app: roll-update
ports:
- protocol: TCP
port: 10080
targetPort: 80
重复上述步骤，先创建nginx:v1，然后patch到nginx:delay_v1
root@k8s-master:~# kubectl apply -f roll_update.yaml
deployment.extensions "update-deployment" created
service "nginx-service" created
root@k8s-master:~# kubectl patch deployment update-deployment --patch '{"metadata":{"annotations":{"kubernetes.io/change-cause":"update version to v2"}} ,"spec": {"template": {"spec": {"containers": [{"name": "nginx","image":"registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mrvolleyball/nginx:delay_v1"}]}}}}'
deployment.extensions "update-deployment" patched
root@k8s-master:~# kubectl get pod -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
busybox 1/1 Running 0 45d 10.10.235.255 k8s-master
lifecycle-demo 1/1 Running 0 32d 10.10.169.186 k8s-node2
private-reg 1/1 Running 0 92d 10.10.235.209 k8s-master
update-deployment-54d497b7dc-4mlqc 0/1 Running 0 13s 10.10.169.178 k8s-node2
update-deployment-54d497b7dc-pk4tb 0/1 Running 0 13s 10.10.36.98 k8s-node1
update-deployment-6d5d7c9947-l7dkb 1/1 Terminating 0 1m 10.10.169.177 k8s-node2
update-deployment-6d5d7c9947-pbzmf 1/1 Running 0 1m 10.10.36.97 k8s-node1
update-deployment-6d5d7c9947-zwt4z 1/1 Running 0 1m 10.10.235.246 k8s-master
● 由于设置了readinessProbe，虽然pod已经启动起来了，但是并不会立即投入使用，所以出现了 READY: 0/1 的情况
● 并且有pod出现了一直持续Terminating状态，因为滚动更新的限制，至少要保证有pod可用
再查看curl的状态，image的版本平滑更新到了nginx:delay_v1，没有出现报错的状况
root@k8s-master:~# while :; do curl http://10.254.66.136:10080; sleep 1; done
...
version: v1
hostname: update-deployment-6d5d7c9947-pbzmf
----------
version: v1
hostname: update-deployment-6d5d7c9947-zwt4z
----------
version: v1
hostname: update-deployment-6d5d7c9947-pbzmf
----------
version: v1
hostname: update-deployment-6d5d7c9947-zwt4z
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-54d497b7dc-pk4tb
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-54d497b7dc-4mlqc
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-54d497b7dc-pk4tb
----------
version: delay_v1
hostname: update-deployment-54d497b7dc-4mlqc
...
五、maxSurge与maxUnavailable
● 在滚动更新中，有几种更新方案：先删除老的pod，然后添加新的pod；先添加新的pod，然后删除老的pod。在这个过程中，服务必须是可用的（也就是livenessProbe与readiness必须检测通过）
● 在具体的实施中，由maxSurge与maxUnavailable来控制究竟是先删老的还是先加新的以及粒度
● 若指定的副本数为3：
maxSurge=1 maxUnavailable=0：最多允许存在4个（3+1）pod，必须有3个pod（3-0）同时提供服务。先创建一个新的pod，可用之后删除老的pod，直至全部更新完毕
maxSurge=0 maxUnavailable=1：最多允许存在3个（3+0）pod，必须有2个pod（3-1）同时提供服务。先删除一个老的pod，然后创建新的pod，直至全部更新完毕
● 归根结底，必须满足maxSurge与maxUnavailable的条件，如果maxSurge与maxUnavailable同时为0，那就没法更新了，因为又不让删除，也不让添加，这种条件是无法满足的
六、小结
● 本文介绍了deployment滚动更新过程中，maxSurge、maxUnavailable、liveness、readiness等参数的使用
● 在滚动更新过程中，还有留有一个问题。比如在一个大型的系统中，某个业务的pod数很多（100个），执行一次滚动更新时，势必会造成pod版本不一致（有些pod是老版本，有些pod是新版本），用户访问很有可能会造成多次结果不一致的现象，直至版本更新完毕。关于这个问题待之后慢慢讨论
至此，本文结束
在下才疏学浅，有撒汤漏水的，请各位不吝赐教...
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