Kubernetes 中实现在线升级的具体步骤-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

在现代化的应用程序架构中，在线升级成为保持应用程序稳定的重要组成部分。Kubernetes 的出现引领着容器编排的浪潮，并为一些常见的在线升级场景提供了解决方案。在本篇文章中，我们会详细讨论 Kubernetes 中实现在线升级的具体步骤，包括如何通过 kubectl 命令行实现滚动升级、如何使用 RollingUpdate 策略升级 Deployment 和如何使用 Canary 策略等。

什么是 Kubernetes？

Kubernetes 是一个开源的容器编排引擎，可以自动化地部署、扩展和管理容器化应用程序。它是 Google 几年前发布的 Borg 系统的开源版本，并且在全球拥有广泛的支持者和用户。Kubernetes 非常适合在云服务器和物理服务器之间自由迁移应用程序，还可以非常好地支持大型容器集群和容器的高可用性要求。

实现滚动升级

滚动升级是 Kubernetes 中最常用的在线升级方法之一。在进行滚动升级时，Kubernetes 不会立即删除旧版本的应用程序，而是将新版本逐步推出。以下是具体步骤：

1. 创建 Deployment

在进行任何升级操作之前，需要先在 Kubernetes 中创建一个 Deployment。这个 Deployment 实际上是由一个或多个 Pod 组成的，这些 Pod 中运行着应用程序。例如，下面的 YAML 文件可以创建一个 Node.js 应用程序：

// www.javascriptcn.com code example
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: node-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: node-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: node-app
    spec:
      containers:
        - name: node-app
          image: myrepo/node-app:v1
          ports:
            - containerPort: 3000

该 YAML 文件首先定义了一个 Deployment，“node-app”，它将运行三个 Pod。然后，Deployment 的 selector 标记指定了新 Pod 的标签（在此例中，该标签为 app: node-app），而 Pod 模板则指定了该应用程序所依赖的应用程序容器。

2. 滚动升级

当现有的 Pod 状态发生变化时，Kubernetes 会自动根据新 Deployment 的定义创建或删除 Pod。要进行滚动升级，只需更新 YAML 文件中的 image：myrepo/node-app:v1 为 image：myrepo/node-app:v2 并使用 kubectl 命令进行更新：

kubectl apply -f node-app.yaml

可以使用以下 kubectl 命令检查滚动升级的进度：

kubectl rollout status deployment/node-app

将 Deployment 升级为 RollingUpdate 策略

RollingUpdate 策略是 Kubernetes 的默认升级策略之一。RollingUpdate 策略将在滚动升级过程中逐步推出新 Pod，并从旧 Pod 中删除旧版本。这个过程可以通过 Deployment 的 spec.template.spec.strategy 字段来定义。例如，以下 YAML 文件定义了一个 RollingUpdate 策略：

// www.javascriptcn.com code example
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: node-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: node-app
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
  template:
    metadata:
      labels:
        app: node-app
    spec:
      containers:
        - name: node-app
          image: myrepo/node-app:v1
          ports:
            - containerPort: 3000

在这个 YAML 文件中，我们将 spec.strategy 字段设置为 RollingUpdate，以使用 RollingUpdate 策略。然后，我们使用 rollingUpdate 字段来定义滚动升级的最大并发 Pod 数（maxSurge）和不可用 Pod 数（maxUnavailable）。在这个例子中，我们将 maxSurge 设置为 1，表示在升级过程中新的 Pod 数量最多只能增加一个。由于我们没有将 maxUnavailable 设置为任何值，因此旧 Pod 可以一直使用，直到所有新 Pod 都能够正常运行。

要使用新的 RollingUpdate 策略，在滚动升级时使用以下 kubectl 命令：

kubectl apply -f node-app.yaml --record

请注意，我们使用 --record 标志记录升级的历史，以便以后进行问题排查。

使用 Canary 策略升级 Deployment

Canary 策略是一种常用的在线升级方法，它允许您将新版本的应用程序逐步测试和部署，并使一小部分用户测试新版本。Kubernetes 允许您使用多种方式使用 Canary 策略，例如使用独立的 Kubernetes Deployment 运行 Canary Pod、分配特定的 Namespace、使用 Istio 网格等。

以下是使用「滚动升级 + Canary 策略」的两个步骤：

第一步：滚动升级

如前所述，滚动升级将有限地推出新 Pod，以逐步替换旧 Pod。在此过程中，可以通过将新版本的应用程序发布到少数用户，并在反馈的基础上逐步提高推出范围，逐步实现一个完全的 Canary 升级策略。

示例 YAML 文件：

// www.javascriptcn.com code example
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: node-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: node-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: node-app
    spec:
      containers:
        - name: node-app
          image: myrepo/node-app:v1
          ports:
            - containerPort: 3000

第二步：Canary 升级

在滚动升级的基础上，可以使用 Istio 网格或 Kubernetes Service Mesh 来实现更高级别的 Canary 升级策略。

首先，创建一个 Canary Deployment：

// www.javascriptcn.com code example
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: node-app
    track: canary
  name: node-app-canary
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: node-app
      track: canary
  template:
    metadata:
      labels:
        app: node-app
        track: canary
    spec:
      containers:
        - name: node-app
          image: myrepo/node-app:v2
          ports:
            - containerPort: 3000

这个 Deployment 仅包含一个 Pod，使用新版本的应用程序容器。

接下来，定义一个 Service，该 Service 将流量分发到某些 Canary Pod 上。以下是 YAML 文件：

// www.javascriptcn.com code example
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: node-app
  labels:
    app: node-app
spec:
  selector:
    app: node-app
  ports:
    - name: http
      nodePort: 31000
      port: 80
      targetPort: http
  type: NodePort

现在，将 Istio VirtualService 添加到 Service 讲流量从 Deployment 分配给 Canary Pod。以下是 YAML 文件：

// www.javascriptcn.com code example
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: node-app
spec:
  hosts:
    - node-app-service.example.com
  http:
    - route:
        - destination:
            host: node-app
            subset: canary
      weight: 25
    - route:
        - destination:
            host: node-app
            subset: stable
      weight: 75
  subsets:
    - name: canary
      labels:
        track: canary
    - name: stable
      labels:
        track: stable

该 VirtualService 将流量从 Canary Pod 和稳定的 Pod 分配给 Service.目前，25％的流量将移到 Canary Pod，而其余75％继续使用旧版本的 Pod。这样，您可以在不中断任何现有流量的情况下测试新版本的应用程序，超时或满意度等指标指定达到一定阈值后，您可以向所有用户发布 Canary 订阅。

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Kubernetes 中实现在线升级的具体步骤