kubernetes进阶之五：Replication Controller&Replica Sets&Deployments

一：Replication Controller

RC是kubernetes的核心概念之一。它定义了一个期望的场景即声明某种Pod的副本数量在任意时候都要符合某个预期值。 它由以下几个部分组成：
1.Pod期待的副本数（replicas）
2.用于筛选目标Pod的Label Selector
3.当Pod的副本数量小于预期数量的时候，用于创建新Pod的Pod模板。

当我们定义了一个ＲＣ并提及到kubernetes集群中以后，Master节点上的Controller Manager组件就会得到通知，定期巡检系统中当前存活的目标Pod，并确保目标Pod实例的数量刚好等于RC的期望值。通过RC，Kubernetes实现了用户应用集群的高可用性，并且大大减少系统管理员在传统IT环境中需要完成的许多手工运维工作。

二：Replica Sets

Replica Sets是下一代的RC，它与RC当前存在的唯一区别是，它支持基于集合的Label selector; 而RC只支持基于等式的Label Selector.
kubectl命令行工具适用于RC的绝大部分命令都同样适用于Replica Sets. 当前我们很少单独使用Replica Set, 它主要被Deployment 这个更高层的资源对象所使用，从而形成一整套Pod创建，删除更新的编排机制。

三：Deployments

Deployments通过Replica Sets实现了对RC的升级。可以随时知道当前Pod部署的进度。典型使用场景有：

• 创建一个Deployment对象来生成对应的Replica Set并完成Pod副本的创建过程。
• 检查Deployment的状态来看部署动作是否完成（Pod副本的数量是否达到预期的值）。
• 更新Deployment以创建新的Pod（比如镜像升级）。
• 如果当前Deployment不稳定，则回滚到一个早先的Deployment版本。
• 暂停Deployment以便于一次性修改多个PodTemplateSpec的配置项，之后再恢复Deployment，进行新的发布。
• 扩展Deployment以应对高负载。
• 查看Deployment的状态，以此作为发布是否成功的指标。
• 清理不再需要的旧版本ReplicaSets。

下面我们通过运行一些例子来一起直观地感受这个新概念。首先创建一个名为tomcat-deployment.yaml的Deployment描述文件，内容如下：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend
    matchExpressions:
      - {key: tier, operator: In, values: [frontend]}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app-demo
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: tomcat-demo
        image: tomcat
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080
 运行下述命令创建Deploymeny:

# kubectl create -f tomcat-deployment.yaml
deployment "tomcat-deploy" created
 运行下述命令查看Deployment的信息：

# kubectl get deployments
NAME            DESIRED     CURRENT     UP-TO-DATE      AVAILABLE   AGE
tomcat-deploy   1           1           1               1           4m

对上述输出中涉及的数量解释如下：

• DESIRED：Pod副本数量的期望值，即Deployment里定义的Replica。
• CURRENT：当前Replica的值，实际上是Deployment所创建的Replica Set里的Replica值，这个值不断增加，直到达到DESIRED为止，表明整个部署过程完成。
• UP-TO-DATE：最新版本的Pod副本数量，用于指示在滚动升级的过程中，有多少个Pod副本已经成功升级。
• AVAILABLE：当前集群中可用的Pod副本数量，即集群中当前存活的Pod数量。

运行下述命令查看对应的Replica Set，我们看到它的命名与Deployment的名字有关系：

# kubectl get rs
NAME                        DESIRED     CURRENT     AGE
tomcat-deploy-1640611518    1           1           1m

运行下述命令查看创建的Pod，我们发现Pod的命名以Deployment对应的Replica Set的名字为前缀，这种命名很清晰地表明了一个Replica Set创建了哪些Pod，对于滚动升级这种复杂的过程来说，很容易排查错误：

# kubectl get pods
NAME                            READY       STATUS      RESTARTS    AGE
tomcat-deploy-1640611518-zhrsc  1/1         Running     0           3m

运行kubectl describe deployments，可以清楚地看到Deployment控制的Pod的水平扩展过程。