Kubernetes利用ReplicationController、Replica Set、Deployment管理Pod

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Pod 直译是豆荚，我们可以把容器想像成豆荚里的豆子，把一个或多个关系紧密的豆子包在一起就是豆荚（一个 Pod）。在 k8s 中我们不会直接操作容器，而是把容器包装成 Pod，而对于 Pod，我们该如何管理？先看下面这个场景：

应用场景 ：

假设有一个 Pod 正在提供线上服务，我们想想如何应对以下几个场景：

1. 节日活动，网站访问量突增

2. 遭到攻击，网站访问量突增

3. 运行 Pod 的节点发生故障

第 1 种情况，活动前预先多启动几个 Pod，活动结束后再结束掉多余的，虽然要启动和结束的 Pod 有点多，但也能有条不紊按计划进行。

第 2 种情况，正在睡觉突然手机响了说网站反应特慢卡得要死，赶紧爬起来边扩容边查找攻击模式、封 IP 等等……

第 3 种情况，正在休假突然手机又响了说网站上不去，赶紧打开电脑查看原因，启动新的 Pod。

Pod 需要手动管理，好累……

因此，我们需要一种方式，来自动管理 Pod 的伸缩。本文将介绍如何利用 ReplicationController、Replica Set、Deploymen 来管理 Pod，分为以下三部分：

• 使用 ReplicationController 来部署、升级 Pod

• Replica Set—下一代的 ReplicationController

• Deployment — 更加方便的管理 Pod 和 Replica Set

一、使用 ReplicationController（rc）部署、升级 Pod

RC 保证在同一时间能够运行指定数量的 Pod 副本，保证 Pod 总是可用。如果实际 Pod 数量比指定的多就结束掉多余的，如果实际数量比指定的少就启动缺少的。当 Pod 失败、被删除或被终结时，RC 会自动创建新的 Pod 来保证副本数量，所以即使只有一个 Pod，也应该使用 RC 来进行管理。我们先看以下这个 rc.yaml 文件

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    name: frontend
  template:
    metadata:
     labels:
       name: frontend
    spec:
     containers:
     - name: frontend
       image: kubeguide/guestbook-php-frontend:latest
       env :
       - name : GET_HOSTS_FROM
         value : env
       ports:
       - containerPort: 80

1. yaml 字段的含义：
   spec.replicas：副本数量 3
   spec.selector：RC 通过 spec.selector 来筛选要控制的 Pod
   spec.template：这里写 Pod 的定义（但不需要 apiVersion 和 kind）
   spec.template.metadata.labels：Pod 的 label，可以看到这个 label 与 spec.selector 相同

2. 这个文件的意思：
   定义一个 RC 对象，它的名字是 frontend（metadata.name:frontend），保证有 3 个 Pod 运行（spec.replicas:3），Pod 的镜像是 kubeguide/guestbook-PHP-frontend:latest（spec.template.spec.containers.image:kubeguide/guestbook-php-frontend:latest）

3. 关键在于 spec.selector 与 spec.template.metadata.labels，这两个字段必须相同，否则下一步创建 RC 会失败。（也可以不写 spec.selector，这样默认与 spec.template.metadata.labels 相同）

接着我们来看操作 RC 的常用命令：

• 通过 kubectl 创建 RC

# kubectl create -f rc.yaml

• 查看 RC 具体信息

# kubectl describe rc frontend

• 通过 RC 修改 Pod 副本数量（需要修改 yaml 文件的 spec.replicas 字段到目标值，然后替换旧的 yaml 文件）

# kubectl replace -f rc.yaml

或

# kubect edit replicationcontroller frontend

• 对 RC 使用滚动升级，来发布新功能或修复 BUG

# kubectl rolling-update frontend --image=kubeguide/guestbook-php-frontend:latest

• 当 Pod 中只有一个容器时，通过–image 参数指定新的 Tag，如果有多个容器或其他字段修改时，需要指定 yaml 文件

# kubectl rolling-update frontend -f FILE.yaml

如果在升级过程中出现问题（如发现配置错误、长时间无响应），可以使用 CTRL+ C 退出，再进行回滚

# kubectl rolling-update frontend --image=kubeguide/guestbook-php-frontend:latest --rollback

但如果升级完成后出现问题（比如新版本程序出 core），此命令无能为力，需要使用同样方法“升级”为旧版本。

二、Deployment—更加方便的管理 Pod 和 Replica Set

k8s 是一个高速发展的项目，在新的版本中，官方推荐使用 Replica Set 和 Deployment 来代替 RC。那么它们优势在哪里，我们来看一看：

1. RC 只支持基于等式的 selector（env=dev 或 environment!=qa）但 Replica Set 还支持新的、基于集合的 selector（version in (v1.0, v2.0) 或 env notin (dev, qa)），这对复杂的运维管理带来很大方便。

2. 使用 Deployment 升级 Pod，只需要定义 Pod 的最终状态，k8s 会为你执行必要的操作，虽然能够使用命令 # kubectl rolling-update 完成升级，但它是在客户端与服务端多次交互控制 RC 完成的，所以 REST API 中并没有 rolling-update 的接口，这为定制自己的管理系统带来了一些麻烦。

3. Deployment 拥有更加灵活强大的升级、回滚功能。

目前，Replica Set 与 RC 的区别只是支持的 selector 不同，后续肯定会加入更多功能。Deployment 使用了 Replica Set，是更高一层的概念。除非需要自定义升级功能或根本不需要升级 Pod，一般情况下，我们推荐使用 Deployment 而不直接使用 Replica Set。

• 使用子命令 create，创建 Deployment

# kubectl create -f deployment.yaml --record

注意–record 参数，使用此参数将记录后续创建对象的操作，方便管理与问题追溯

• 使用子命令 edit，编辑 spec.replicas/spec.template.spec.container.image 字段，完成 deployment 的扩缩容与滚动升级（这要比子命令 rolling-update 速度快很多）

# kubectl edit deployment hello-deployment

• 使用 rollout history 命令，查看 Deployment 的历史信息

# kubectl rollout history deployment hello-deployment

• 上面提到 RC 在 rolling-update 升级成功后不能直接回滚，而使用 Deployment 却可以回滚到上一版本，但要加上–revision 参数，指定版本号

# kubectl rollout history deployment hello-deployment --revision=2

使用 rollout undo 回滚到上一版本

# kubectl rollout undo deployment hello-deployment 

使用–to-revision 可以回滚到指定版本

# kubectl rollout undo deployment hello-deployment --to-revision=2

三、总结

通过对比，我们发现新的 Replica Set、Deployment，比 RC 要强大易用很多。

Docker 中部署 Kubernetes http://www.linuxidc.com/Linux/2016-07/133020.htm

Kubernetes 集群部署  http://www.linuxidc.com/Linux/2015-12/125770.htm

Kubernetes 滚动升级 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-10/136041.htm

OpenStack, Kubernetes, Mesos 谁主沉浮  http://www.linuxidc.com/Linux/2015-09/122696.htm

Kubernetes 集群搭建过程中遇到的问题及解决  http://www.linuxidc.com/Linux/2015-12/125735.htm

在 Ubuntu 下部署 Kubernetes 集群  http://www.linuxidc.com/Linux/2016-09/135018.htm

Kubernetes 的详细介绍 ：请点这里
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