蔺堰 发表于 2025-6-3 10:22:57

K8s新手系列之初始Deployment资源

概述

官网:https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/
Deployment简称deploy,Deployment 用于管理运行一个应用负载的一组 Pod,通常适用于无状态的应用。
为了更好的解决服务编排的问题,kubernetes在V1.2版本开始,引入了Deployment控制器。值得一提的是,这种控制器并不直接管理pod,而是通过管理ReplicaSet来间接管理Pod,
即:Deployment管理ReplicaSet,ReplicaSet管理Pod。所以Deployment比ReplicaSet功能更加强大。要学习ReplicaSet请查看这篇文章:K8s新手系列之ReplicaSet资源
Deployment资源不会直接创建Pod,其作用在rs资源上,基于rs管理Pod副本。

Deployment的作用

管理 Pod 的副本


[*]创建和管理 Pod 副本:Deployment 可以创建指定数量的 Pod 副本,并确保这些副本始终运行。例如,你可以通过设置 replicas 字段来指定需要运行的 Pod 数量。
[*]自动恢复:如果某个 Pod 出现故障或被意外删除,Deployment 会自动创建一个新的 Pod 来替代它,从而保证应用的高可用性。
声明式更新


[*]定义期望状态:用户只需要在 Deployment 的配置文件中描述期望的状态,例如 Pod 的数量、镜像版本等,Deployment 控制器会自动将实际状态调整为期望状态。
[*]更新 Pod 模板:通过更新 Deployment 的 PodTemplateSpec,可以声明 Pod 的新状态,Deployment 会自动创建新的 ReplicaSet,并以受控速率将 Pod 从旧 ReplicaSet 迁移到新 ReplicaSet。
滚动更新和回滚


[*]滚动更新:Deployment 支持滚动更新,即在更新应用时,不会一次性替换所有 Pod,而是逐步替换,从而保证服务的连续性。你可以通过设置 maxSurge 和 maxUnavailable 参数来控制更新的节奏。
[*]回滚:如果更新后的应用出现问题,Deployment 可以方便地回滚到之前的版本。每次更新都会生成一个新的修订版本,你可以通过 kubectl rollout undo 命令回滚到指定的版本。
扩容和缩容


[*]手动扩展:你可以通过修改 Deployment 的 replicas 字段,手动增加或减少 Pod 的副本数量,以应对不同的负载需求。
[*]自动扩展:结合 Kubernetes 的水平自动扩展器(Horizontal Pod Autoscaler),Deployment 可以根据 CPU 使用率或其他自定义指标自动调整 Pod 的数量
版本管理


[*]修订版本:Deployment 会记录每次更新的修订版本,你可以通过 kubectl rollout history 查看历史版本,并通过 --revision 参数查看特定版本的详细信息
暂停和恢复


[*]暂停更新:在更新过程中,如果需要对 PodTemplateSpec 进行多次修改,可以暂停 Deployment 的更新,待修改完成后恢复,从而避免频繁更新导致的问题
清理旧的 ReplicaSet


[*]自动清理:Deployment 会自动清理不再需要的旧 ReplicaSet,以节省资源。
支持多种更新策略


[*]滚动更新(RollingUpdate):这是默认的更新策略,通过逐步替换 Pod 来更新应用。
[*]重建更新(Recreate):在这种策略下,Deployment 会先删除所有旧的 Pod,然后创建新的 Pod。
比例缩放


[*]支持比例缩放:在滚动更新过程中,如果 Deployment 的副本数量发生变化,Deployment 控制器会按照比例在新旧 ReplicaSet 中分配额外的副本,以降低更新风险。
负载均衡与服务发现


[*]与 Service 集成:Deployment 通常会和 Service 配合使用。Service 为 Deployment 中的 Pod 提供了一个稳定的网络端点,将请求分发到不同的 Pod 上,实现负载均衡。
Deployment资源配置文件详解

Deployment的资源配置文件和ReplicaSet资源配置文件类似,可以通过kubectl explain deploy来查看创建Deployment的字段
示例:
# kubectl explain deploy
KIND:   Deployment
VERSION:apps/v1

DESCRIPTION:
   Deployment enables declarative updates for Pods and ReplicaSets.

# FIELDS字段中的内容已进行截取
FIELDS:
   apiVersion   <string>

   kind <string>

   metadata   <Object>

   spec <Object>

   status       <Object>通过上述可以发现定义Deployment的资源文件和定义Pod一样,也需要apiVersion、kind、metadata、spec等字段。
但是spec字段中有三个字段,需要注意,分别是replicas、selector、template。如下:
# kubectl explain deploy.spec
KIND:   Deployment
VERSION:apps/v1

RESOURCE: spec <Object>

DESCRIPTION:
   Specification of the desired behavior of the Deployment.

   DeploymentSpec is the specification of the desired behavior of the
   Deployment.

FIELDS:
   minReadySeconds      <integer>
   #可选字段
   #用于设定一个新创建的 Pod 在其所有容器都正常运行且处于就绪状态,并且没有任何容器崩溃的最短持续时间。
   #默认值为0
   
   paused       <boolean>
   #可选字段
   #用于指示 Deployment 是否处于暂停状态。
   #当将其设置为 true 时,Deployment 会停止创建或删除 Pod 的操作,不会再进行滚动更新等操作。
   #默认值为false

   progressDeadlineSeconds      <integer>
   # 可选字段
   #用于设定 Deployment 在被视为失败之前可以花费的最长时间。
   #如果在这个时间内 Deployment 没有取得预期的进展,Deployment 控制器会继续处理该 Deployment,但会在 Deployment 的状态中显示一个 ProgressDeadlineExceeded 原因的条件。
   #默认值600秒

   replicas   <integer>
   # 必选字段
   #用于设置Pod的副本数量

   revisionHistoryLimit <integer>
   #可选字段
   #用于指定要保留的旧 ReplicaSet 的数量,以便在需要时进行回滚操作。
       #默认值为10

   selector   <Object> -required-
   #用于定义一个标签选择器,用于选择 Pod

   strategy   <Object>
   #用于指定 Deployment 在替换现有 Pod 为新 Pod 时所采用的策略
   #默认值为RollingUpdate

   template   <Object> -required-
    #用于描述 Deployment 将会创建的 Pod 的模板。它包含了 Pod 的元数据(如标签)和规格(如容器配置)。创建Deployment

这里我们创建三个Pod副本
示例:
# 定义资源文件
# cat deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-nginx
namespace: default
spec:
# 设置Pod的副本数量
replicas: 3
selector:
    # 标签匹配规则
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: container-nginx
      image: nginx:1.14.1
      restartPolicy: Always

# 创建deploy
# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx created

# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   0/3   3            0         8s
# kubectl get rs
NAME                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         0       11s
rs-nginx-1                  1         1         1       95m
# kubectl get po | grep pod-nginx
# kubectl get po | grep deploy
deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf   1/1   Running            0                     41s
deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2   1/1   Running            0                     41s
deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m   1/1   Running            0                     41s

# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx created查看创建成功之后对应的资源

查看deploy
# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   0/3   3            0         8s查看ReplicaSet
# kubectl get rs
NAME                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         0       11s查看Pod
# kubectl get po | grep deploy
deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf   1/1   Running            0                     41s
deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2   1/1   Running            0                     41s
deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m   1/1   Running            0                     41s验证Deployment的副本管理

如果某个 Pod 出现故障或被意外删除,Deployment 会自动创建一个新的 Pod 来替代它,从而保证应用的高可用性。
我们将新创建的三个Pod都哦进行删除,查看一下会发生什么:
# 删除所有的Pod
# kubectl delete po deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2 deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m
pod "deployment-nginx-6d84458cd8-8kbmf" deleted
pod "deployment-nginx-6d84458cd8-cmsl2" deleted
pod "deployment-nginx-6d84458cd8-qmk9m" deleted

#查看deploy
# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   3/3   3            3         7m

# 查看rs
# kubectl get rs
NAME                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         3       6m28s

# 查看Pod,发现对应的数量还是3个
# kubectl get po | grep deloy
# kubectl get po | grep dep
deployment-nginx-6d84458cd8-4tds2   1/1   Running            0                     20s
deployment-nginx-6d84458cd8-4tzzs   1/1   Running            0                     20s
deployment-nginx-6d84458cd8-l9vqv   1/1   Running            0                     20s如果将Replicaset资源删除会发生什么呢?
# 删除rs
# kubectl delete rs deployment-nginx-6d84458cd8
replicaset.apps "deployment-nginx-6d84458cd8" deleted

# 查看rs,发现数量没有变化,只不过查看AGE字段发现重启了
# kubectl get rs
NAME                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   3         3         3       3s

# 查看Pod,发现对应的Pod重新创建了三个
# kubectl get po | grep deploy
deployment-nginx-6d84458cd8-69zg9   1/1   Running            0               20s
deployment-nginx-6d84458cd8-ljdxw   1/1   Running            0               20s
deployment-nginx-6d84458cd8-qqc48   1/1   Running            0               20s验证Deployment的声明式更新和扩缩容

声明式更新表示用户只需要在 Deployment 的配置文件中描述期望的状态,例如 Pod 的数量、镜像版本等,Deployment 控制器会自动将实际状态调整为期望状态。
验证声明式更新和扩容

我们来将Pod的副本数量更改成10个,发现会发生什么呢?
# cat deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-nginx
namespace: default
spec:
# 将Pod的副本数量调整成10
replicas: 10
selector:
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: container-nginx
      image: nginx:1.14.1
      restartPolicy: Always
# 重新应用资源文件
# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx configured查看一下对应的资源变化发生了什么?
# 查看deploy
# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   10/10   10         10          15h
# 查看rs
# kubectl get rs
NAME                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   10      10      10      5m1s
# 查看po
# kubectl get po | grep deploy
deployment-nginx-6d84458cd8-69zg9   1/1   Running            0               5m33s
deployment-nginx-6d84458cd8-6vvzt   1/1   Running            0               40s
deployment-nginx-6d84458cd8-ljdxw   1/1   Running            0               5m33s
deployment-nginx-6d84458cd8-mkhlw   1/1   Running            0               40s
deployment-nginx-6d84458cd8-pnv9x   1/1   Running            0               40s
deployment-nginx-6d84458cd8-qqc48   1/1   Running            0               5m33s
deployment-nginx-6d84458cd8-rgngt   1/1   Running            0               40s
deployment-nginx-6d84458cd8-t7nms   1/1   Running            0               40s
deployment-nginx-6d84458cd8-wllqb   1/1   Running            0               40s
deployment-nginx-6d84458cd8-wrdmc   1/1   Running            0               40s通过上述发现,通过deploy扩容,deploy和rs两个资源都不会产生变化,只不过将Pod的数量达到我们定义的副本数量
验证声明式更新和缩容

同理,我们将Pod的副本数量调整成1
# cat deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-nginx
namespace: default
spec:
# 将副本数量调整成1
replicas: 1
selector:
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: container-nginx
      image: nginx:1.14.1
      restartPolicy: Always
# 重新应用它
# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx configured查看一下对应的资源变化
# 查看deploy
# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   1/1   1            1         15h
# 查看rs
# kubectl get rs
NAME                        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
deployment-nginx-6d84458cd8   1         1         1       10m
# 查看Pod
# kubectl get po | grep deploy
deployment-nginx-6d84458cd8-qqc48   1/1   Running            0               10mDeployment的标签选择器

Deployment的标签选择器和Replicaset一样,分为两类,一类是等式选择器,另一类是集合选择器
等式选择器

等式选择器通过 =、==(两者含义相同)或者 != 来筛选标签。其通过spec.selector.matchLabels来实现。
示例:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deploy-nginx
namespace: default
labels:
    app: deploy-nginx
spec:
replicas: 1
selector:
# 等式选择器
    matchLabels:
      app: nginx
template:
    metadata:
      name: pod-nginx
      labels:
      app: nginx
    spec:
      restartPolicy: Always
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:latest集合选择器

集合选择器借助 in、notin、exists、DoesNotExist 这些操作符来筛选标签。

[*]in:用于选取标签值在指定集合内的 Pod。
[*]notin:用于选取标签值不在指定集合内的 Pod。
[*]exists:用于选取具有指定标签的 Pod,不考虑标签的值。
[*]DoesNotExist:用于选取不具有指定标签的 Pod,不考虑标签的值。
其通过spec.selector.matchExpressions来实现
示例:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-Deployment-set
spec:
replicas: 3
selector:
   # 集合选择器
    matchExpressions:
      # key:指定Label的key,operator:表示操作符,value:表示Label的value
      - {key: app, operator: In, values: }
      - {key: env, operator: NotIn, values: }
template:
    metadata:
      labels:
      app: nginx
      env: production
    spec:
      containers:
      - name: nginx
      image: nginx:1.14.2
      ports:
      - containerPort: 80管理Deployment

查看Deployment

语法:
kubectl get deploy <deploy-name> -n <namespace-name>示例:
# kubectl get deploy
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment-nginx   1/1   1            1         15h修改Deployment

由两种方式,一种是通过kubectl edit rc 来进行修改,会打开一个类似vim的界面,修改其对应的值即可,最后wq保存即可应用你的配置.
另一种方式则是修改对应的资源文件,最后使用kubectl apply -f 即可。
删除Deployment

删除Deployment时会删除对应的ReplicaSet和Pod,删除时请谨慎!!!
语法:
kubectl delete rc <rc-name> -n <namespace-name>
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