ASP.NET Core on K8S深入學習(5)Rolling Update


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一、什么是Rolling Update?

  為了服務升級過程中提供可持續的不中斷的服務,K8S提供了Rolling Update機制,它可以使得服務近乎無縫地平滑升級,即在不停止對外服務的前提下完成應用的更新。滾動更新采用漸進的方式逐步替換舊版本Pod,如果更新不如預期,那么也可以通過回滾操作恢復到更新前的狀態。

滾動更新的最大好處在於零停機,整個更新過程始終有副本在運行,從而保證了業務的連續性。

  為了實踐滾動更新,我們先做一些准備工作:

  (1)准備一個ASP.NET Core WebAPI項目,具體項目代碼參見這里

  項目代碼里邊有三個版本,如下圖所示:

  

  他們之間的差別在於一個接口的返回JSON數據,比如V1.0版本中返回的是Version: 1.0,而V1.1版本中返回的是Version:1.1,那么V1.2版本則是返回Versioin:1.2。

    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class HomeController : ControllerBase
    {
        // GET api/home
        [HttpGet]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> Get()
        {
            return new string[] {
                "Hello, welcome to EDC's demo. Version: 1.0"
            };
        }
    }

  (2)將此項目各個版本根據Dockerfile打成鏡像,分別是k8s-demo:1.0,1.1,1.2

  (3)將本地鏡像push到遠程鏡像倉庫,這里我傳送到了docker hub的一個公共倉庫里邊:

docker push edisonsaonian/k8s-demo:1.0
docker push edisonsaonian/k8s-demo:1.1
docker push edisonsaonian/k8s-demo:1.2

  

二、更新實踐

  首先,我們先創建一個1.0版本到K8S中,准備YAML配置文件(這次我們將Deployment和Service的資源定義寫在了一起):

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edc-webapi-deployment
  namespace: aspnetcore
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      name: edc-webapi
  template:
    metadata:
      labels:
        name: edc-webapi
    spec:
      containers:
      - name: edc-webapi-container
        image: edisonsaonian/k8s-demo:1.0
        ports:
        - containerPort: 80
        imagePullPolicy: IfNotPresent

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: edc-webapi-service
  namespace: aspnetcore
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - nodePort: 31000 
      port: 8080
      targetPort: 80
  selector:
    name: edc-webapi

  然后,通過kubectl進行創建:

kubectl apply -f k8s-demo.yaml

  通過kubectl進行驗證:

  

   通過外部訪問接口驗證:

  

  假設1.0版本運行了一段時間,我們又做了一些優化准備發布1.1版本,那么這時我們可以借助Rolling Update進行滾動更新,只需要修改一下YAML配置文件:將鏡像版本的Tag更改為1.1即可。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edc-webapi-deployment
  namespace: aspnetcore
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      name: edc-webapi
  template:
    metadata:
      labels:
        name: edc-webapi
    spec:
      containers:
      - name: edc-webapi-container
        image: edisonsaonian/k8s-demo:1.1
        ports:
        - containerPort: 80
        imagePullPolicy: IfNotPresent

  同樣,再次通過kubectl進行創建即可完成實時更新:

kubectl apply -f k8s-demo.yaml

  再次驗證一下:鏡像已經變成了1.1

  

   通過外部接口訪問,返回數據也已經更新:

  

  按照上面的步驟,我們再次更新到1.2,最后的效果如下:

  

三、回滾實踐

  當我們通過kubectl每次更新應用時,K8S都會記錄下當前的配置,保存為一個revision(版次),這樣就可以回滾到某個特定的revision。回想一下,我們在版本管理工具類似於SVN,Git中,都可以方便的回滾到之前的某個revision中。

  默認配置下,K8S只會保留最近的幾個revision,可以在Deployment配置文件中通過revisionHistoryLimit屬性增加revision數量。例如下面的例子,將revision數量設置為10:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edc-webapi-deployment
  namespace: aspnetcore
spec:
  revisionHistoryLimit: 10
  ......

  下面,以上面的示例為例,我們發現V1.2版本中存在某些bug,需要回退到上一個V1.1版本:

kubectl rollout undo deployment edc-webapi-deployment -n aspnetcore

  

   通過外部訪問接口驗證一下:已經回退到了1.1了。

  

   如果想要回退到更遠的老版本呢?這時,就需要借助--record命令了。怎么弄呢?下面慢慢道來:

  (1)准備三個YAML配置文件,分別是:k8s-demo-v1.0.yaml,k8s-demo-v1.1.yaml及k8s-demo-v1.2.yaml。

  (2)通過kubectl apply部署並更新應用,需要注意的就是加上 --record。

  

  加上--record的作用在於將當前命令記錄到revision(版次)記錄中,這樣可以方便我們在后面通過kubectl rollback時去指定revision。我們也可以通過以下命令去查看各個revision的記錄:

kubectl rollout history deployment edc-webapi-deployment -n aspnetcore

  

  這里可以通過CHANGE-CAUSE看到每個revision的具體含義,前提條件就是需要在kubectl apply時加上--record參數

  (3)這時我們再進行rollback時,可以指定具體revision號了:

kubectl rollout undo deployment edc-webapi-deployment --to-revision=1 -n aspnetcore

  

   驗證一下是否回退到了1.0版本:

  

   可以看到,已經從1.2回退到了1.0版本,符合預期!

四、Rolling Update原理

  K8S中對於更Rolling Update的操作主要是針對ReplicaSet的操作,可以通過如下命令查看驗證:

kubectl get replicaset -n aspnetcore -o wide

  可以看到1.0的ReplicaSet edc-webapi-deployment-75977bbfdc創建之后然后被清理了,已經沒有正在運行的Pod了。轉而創建了新的ReplicaSet edc-webapi-deployment-797dd9b8f8,它有兩個正在運行的Pod。

  

   具體過程我們還可以通過以下命令查看:

kubectl describe deployment edc-webapi-deployment -n aspnetcore

  

   通過日志可以看到,在進行對ReplicaSet的伸縮過程中,ReplicaSet會隨之增加或減少一個Pod,從而完成Pod的替換以實現滾動更新的結果。

五、小結

  滾動更新的最大好處在於零停機,整個更新過程始終有副本在運行,從而保證了業務的連續性。本文介紹了滾動更新的概念,然后通過更新和回滾一個ASP.NET Core應用演示了如何在K8S中進行滾動更新。

參考資料

(1)CloudMan,《每天5分鍾玩轉Kubernetes

(2)李振良,《一天入門Kubernets教程

(3)馬哥(馬永亮),《Kubernetes快速入門

(4)go4it,《使用kubernetes的deployment進行RollingUpdate

 


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