Kubernetes 从入门到精通-deployment控制器

一、Deployment 基础概念

1.Deployment 是什么

• Kubernetes 中最常用的 无状态应用 部署方式。
• 提供声明式的更新机制，管理 ReplicaSet 和 Pod。
• 具有上线部署，副本设置，滚动升级，回滚等功能。

2.核心功能

• Pod 副本管理：确保指定数量的 Pod 副本（Replicas）持续运行。
• 滚动更新：逐步替换旧 Pod 为新版本，实现零停机发布。
• 版本回滚：键回退到历史版本（基于 ReplicaSet 快照）。
• 自动修复：节点故障时自动在新节点重建 Pod。
• 扩缩容：通过 kubectl scale 或 HPA 动态调整 Pod 数量。
• 暂停/恢复更新：控制更新流程，实现金丝雀发布。

3.核心特性对比

特性	Deployment	StatefulSet	DaemonSet
适合场景	无状态应用	有状态应用	节点级部署
Pod命名	随机	有序	随机
存储卷	共享	专属	可选
滚动更新策略	支持	支持	支持

4.Deployment 工作流程

二、Deployment核心操作命令

1.基础命令

# 创建 Deployment
kubectl apply -f deploy.yaml# 查看 Deployment 状态
kubectl get deploy -o wide# 查看关联的 ReplicaSet
kubectl get rs -l app=nginx# 查看 Pod 分布
kubectl get pods -o wide -l app=nginx# 查看deploy详细信息
kubectl describe deployment nginx-deploy#删除deploy
kubectl delete deployment nginx-deploy
kubectl delete -f nginx-deploy.yaml

2.扩缩容

# 手动扩缩容
kubectl scale deployment nginx-deploy --replicas=5# 自动扩缩容（需提前安装 metrics-server）
kubectl autoscale deployment nginx-deploy --min=2 --max=10 --cpu-percent=80
#--min=2 最小Pod副本数下限  --max=10 最大Pod副本数上限
#当Pod的CPU平均利用率 > 80%持续一段时间 → 增加副本
#当CPU平均利用率 < 80%持续一段时间 → 减少副本

三、案例

1. Deployment 滚动更新

1.1 滚动更新示例

[root@master-1 yaml]# cat deploy-nginx-strategy.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: deploy-nginx-strategy
spec:# 定义升级策略strategy:# 指定升级类型,有效值为Recreate和RollingUpdate.#    Recreate:#       先删除所有旧的Pod，再创建新的Pod。#    RollingUpdate:#       先删除部分旧的Pod，滚动更新旧的Pod，逐步使用新的Pod替代旧的Pod。#       默认就是基于滚动更新类型。# type: Recreatetype: RollingUpdate# 滚动更新rollingUpdate:# 在升级过程中，在原有旧的Pod基础之上启动的Pod数量。#更新期间允许超过 replicas 的最大 Pod 数maxSurge: 2# 在升级过程中，指定最大不可用的数量。# 更新期间允许不可用的 Pod 数maxUnavailable: 1#maxSurge: "20%"#maxUnavailable: "10%"minReadySeconds: 5     # Pod 就绪后等待时间（确保稳定性）revisionHistoryLimit: 1 # 保留的旧 ReplicaSet 数量（用于回滚）replicas: 5selector:   # 选择器必须匹配 template 中的标签matchExpressions:- key: appsvalues: - "v1"- "v2"operator: Intemplate:metadata:labels:apps: v1school: liuxspec:containers:- name: v1# image: nginx:latestimage: nginx:1.22.1imagePullPolicy: IfNotPresent
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: deploy-strategy
spec:type: NodePortselector:apps: v1school: liuxports:- port: 8888targetPort: 80nodePort: 30000

       如下图所示，已经成功部署了nginx服务

1.2 声明式滚动更新       

       现在我们将nginx版本升级为最新版本 修改image: nginx:latest

       发现滚动更新过程中两个版本都有，直到替换完毕。

1.3 响应式滚动更新

# 触发滚动更新（修改镜像）
kubectl set image deployment.apps/deploy-nginx-strategy v1=nginx:1.22.1# 监控更新进度
kubectl rollout status deployment.apps/deploy-nginx-strategy 
# 查看发布历史
kubectl rollout history deployment.apps/deploy-nginx-strategy # 回滚到上一版本
kubectl rollout undo deployment/nginx-deploy# 回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment.apps/deploy-nginx-strategy  --to-revision=2

       如下如所示，nginx已经回退到1.22.1版本

2.deployment蓝绿部署

2.1 简介

蓝绿部署(Blue/Green)部署简介：
    蓝绿部署特点:
        不需要停止老版本代码(不影响上一版本访问)，而是在另外一套环境部署新版本然后进行测试。
        测试通过后将用户流量切换到新版本，其特点为业务无中断，升级风险相对较小。

   优点：无需停机，风险较小
   缺点：切换是全量的，如果新版本有问题，则对用户体验有直接影响，需要双倍机器资源

    - 实现机制:
        - 1.部署当前版本
        - 2.部署service
        - 3.部署新版本(使用新的deployment名称，新的label标签)
        - 4.切换service标签到新的pod

2.2 案例

01 部署蓝环境

[root@master-1 blue-green]# cat 01-blue.yaml 
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:name: liux-blue
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: bluetemplate:metadata:labels:app: bluespec:containers:- name: v1image: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1---kind: Service
apiVersion: v1
metadata:name: liux-app-svc
spec:type: NodePortports:- port: 80targetPort: 80nodePort: 30080selector:app: blue
[root@master-1 blue-green]# 
[root@master-1 blue-green]#  kubectl apply -f 01-blue.yaml 
deployment.apps/liux-blue created
service/liux-app-svc created#测试访问
[root@master-1 blue-green]# while true ; do sleep 0.5;curl 192.168.91.21:30080; done

02 部署绿环境

[root@master-1 blue-green]# cat 02-green.yaml 
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:name: liux-green
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: greentemplate:metadata:labels:app: greenspec:containers:- name: mywebimage: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v2
[root@master-1 blue-green]# 
[root@master-1 blue-green]#  kubectl apply -f 02-green.yaml 
deployment.apps/liux-green created
[root@master-1 blue-green]# 

03 部署切换服务的service

[root@master-1 blue-green]# cat 03-switch-svc-selector.yaml 
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:name: liux-app-svc
spec:type: NodePortports:- port: 80targetPort: 80nodePort: 30080selector:# app: blueapp: green#切换为绿服务
[root@master-1 blue-green]# kubectl apply -f 03-switch-svc-selector.yaml 
service/liux-app-svc configured

3.Deployment灰度发布（金丝雀发布）

3.1 简介

       金丝雀发布也叫灰度发布，是指在黑与白之间，能够平滑度过的一种发布方式，灰度发布是增量发布的一种类型，灰度发布是在原有版本可用的情况下，同时部署一个新版本应用作为"金丝雀"(小白鼠)，测试新版本的性能和表现，以保障整个体系稳定的情况下，尽早发现，调整问题。

灰度发布：旧版本和新版本共存
       将新版本部署到一部分生产环境，让一部分用户先试用，如果没有问题，再逐步扩大范围，把全部服务都切换到新环境。
       优点：用户体验影响小，灰度发布过程出现问题只影响部分用户

- 实现机制:
    - 1.部署当前版本，使用多副本;(最开始是3个副本)
    - 2.部署service，匹配一个label标签;
    - 3.部署新版本(使用deployment名称，但是label标签和之前保持一致)，新版本runing之后service会自动匹配label并将pod添加service的endpoints接收客户端请求;(最开始)
    - 4.灰度版本测试没有问题，将灰度版本的pod副本数逐渐增加为生产数量;
    - 5.将旧版本pod逐渐调低至为0，此时数流量将全部转发至新版本;

3.2 案例

01 部署旧版本

     先将副本数设置为3，随着新版本的创建，将副本逐渐调低到0

[root@master-1 canary-huidu]# cat 01-old.yaml 
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:name: liux-old
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- name: mywebimage: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v1
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:name: liux-web-svc
spec:type: NodePortports:- port: 80targetPort: 80nodePort: 30080selector:app: web
[root@master-1 canary-huidu]# 
[root@master-1 canary-huidu]# kubectl apply -f 01-old.yaml 
deployment.apps/liux-old created
service/liux-web-svc created

02 部署新版本

    先将副本数设置为1，随着新版本的稳定，将副本逐渐调高到3

[root@master-1 canary-huidu]# cat 02-new.yaml 
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:name: liux-new
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- name: mywebimage: harbor.liux.com/liux-apps/apps:v2
[root@master-1 canary-huidu]# 
[root@master-1 canary-huidu]# 
[root@master-1 canary-huidu]# kubectl apply -f 02-new.yaml 
deployment.apps/liux-new created

03 修改副本数量

     将旧的副本数量手动修改从3-0，与此同时，将新的副本数量从1-3

[root@master-1 canary-huidu]# kubectl edit deploy liux-old 
deployment.apps/liux-old edited
[root@master-1 canary-huidu]# kubectl edit deploy liux-new
deployment.apps/liux-new edited

04 测试访问

[root@master-1 canary-huidu]# while true ; do sleep 0.5;curl  192.168.91.22:30080; done

四、常见问题及故障排查

1. 常见问题

问题现象	可能原因	解决方案
pod始终处于pending	资源不足/节点选择器不匹配	检查资源请求/节点标签
更新卡在Progressing	就绪探针失败/新版本启动失败	检查 Pod 日志和探针配置
旧 ReplicaSet 未被删除	revisionHistoryLimit 设置过大	清理历史版本
HPA 不生效	metrics-server 未安装/资源指标不足	安装 metrics-server 并验证指标

2.故障排查

#查看deploy详细信息
kubectl describe deployment deploy-nginx-strategy#查看pod日志
kubectl logs -f deploy-nginx-strategy-578fdcfc5-tr2p5