Kubernetes技术分析之灰度升级

【编者的话】Docker的流行激活了一直不温不火的PaaS，随着而来的是各类Micro-PaaS的出现，Kubernetes是其中最具代表性的一员，它是Google多年大规模容器管理技术的开源版本。本系列文章将逐一分析Kubernetes，本文介绍
Kubernetes对灰度升级的支持。 

Kubernetes灰度升级

灰度升级（又称灰度发布、灰度更新）是指在黑与白之间，能够平滑过渡的一种发布方式。ABtest就是一种灰度发布方式，让一部用户继续用A，一部分用户开始用B，如果用户对B没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到B上面来。灰度发布可以保证整体系统的稳定，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，以保证其影响度。

Kubenetes中支持灰度升级，现在我们先通过一个例子演示应用从V1版本灰度升级到V2版本，创建V1版本的Replication Controller ，配置文件my-web-v1-rc.yaml

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: my-web-v1
spec:
selector:
app: my-web
version: v1
template:
metadata:
  labels:
    app: my-web
    version: v1
spec:
  containers:
  - name: my-web
    image: my-web:v1
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP 

通过配置文件创建Replication Controller

$ kubectl create -f my-web-v1-rc.yaml 
replicationcontrollers/my-web-v1

$ kubectl get rc my-web-v1
CONTROLLER   CONTAINER(S)   IMAGE(S)    SELECTOR                REPLICAS
my-web-v1    my-web         my-web:v1   app=my-web,version=v1   1 

然后扩容Replication Controller到副本数目4：

$ kubectl scale rc my-web-v1 --replicas=4
scaled

$ kubectl get pods -l app=my-web
NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
my-web-v1-2r7ag   1/1       Running   0          6s
my-web-v1-mv9wg   0/1       Running   0          6s
my-web-v1-qvi4r   1/1       Running   0          6s
my-web-v1-v1w9e   1/1       Running   0          13s

现在需要升级V1版本到V2版本，V2版本的Replication Controller配置文件my-web-v2-rc.yaml：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: my-web-v2
spec:
selector:
app: my-web
version: v2
template:
metadata:
  labels:
    app: my-web
    version: v2
spec:
  containers:
  - name: my-web
    image: my-web:v2
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP

开始灰度升级：

$ kubectl rolling-update my-web-v1 -f my-web-v2-rc.yaml --update-period=10s
Creating my-web-v2
At beginning of loop: my-web-v1 replicas: 3, my-web-v2 replicas: 1
Updating my-web-v1 replicas: 3, my-web-v2 replicas: 1
At end of loop: my-web-v1 replicas: 3, my-web-v2 replicas: 1
At beginning of loop: my-web-v1 replicas: 2, my-web-v2 replicas: 2
Updating my-web-v1 replicas: 2, my-web-v2 replicas: 2
At end of loop: my-web-v1 replicas: 2, my-web-v2 replicas: 2
At beginning of loop: my-web-v1 replicas: 1, my-web-v2 replicas: 3
Updating my-web-v1 replicas: 1, my-web-v2 replicas: 3
At end of loop: my-web-v1 replicas: 1, my-web-v2 replicas: 3
At beginning of loop: my-web-v1 replicas: 0, my-web-v2 replicas: 4
Updating my-web-v1 replicas: 0, my-web-v2 replicas: 4
At end of loop: my-web-v1 replicas: 0, my-web-v2 replicas: 4
Update succeeded. Deleting my-web-v1
my-web-v2

升级开始后，首先根据提供的配置文件创建新的Replication Controller（V2版本），然后每隔10s(通过--update-period设置)逐步增加新的Replication Controller（V1版本）的副本数，逐步减少旧的Replication
Controller的副本数，升级完成后后删除旧的Replication Controller，保留新的Replication Controller，即实现灰度升级。

Updating my-web-v1 replicas: 3, my-web-v2 replicas: 1
Updating my-web-v1 replicas: 2, my-web-v2 replicas: 2
Updating my-web-v1 replicas: 1, my-web-v2 replicas: 3
Updating my-web-v1 replicas: 0, my-web-v2 replicas: 4

升级期间通过查询Pod，V2版本的Pod目前相应增加逐渐替换V1版本的Pod，当然这是通过调整Replication Controller的副本数目来控制：

$ kubectl get rc,pods -l app=my-web
CONTROLLER   CONTAINER(S)   IMAGE(S)    SELECTOR                REPLICAS
my-web-v1    my-web         my-web:v1   app=my-web,version=v1   2
my-web-v2    my-web         my-web:v2   app=my-web,version=v2   2
NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
my-web-v1-2r7ag   1/1       Running   0          1m
my-web-v1-mv9wg   1/1       Running   0          1m
my-web-v2-bg8ur   1/1       Running   0          18s
my-web-v2-qr33c   1/1       Running   0          41s

待升级完成，即V2的Pod完全替换V1的Pod，同时V1的Replication Controller也被V2的Replication Controller替换：

$ kubectl get rc,pods -l app=my-web
CONTROLLER   CONTAINER(S)   IMAGE(S)    SELECTOR                REPLICAS
my-web-v2    my-web         my-web:v2   app=my-web,version=v2   4
NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
my-web-v2-785ok   1/1       Running   0          35s
my-web-v2-bg8ur   1/1       Running   0          1m
my-web-v2-qr33c   1/1       Running   0          1m
my-web-v2-y2es3   1/1       Running   0          57s

如果在升级过程中，发生错误中途退出的时候，可以选择继续升级，继续升级的话Kubernetes能够智能地判断出升级中断之前的阶段。然后紧接着继续执行升级。

另外也可以进行回退，命令如下。

$ kubectl rolling-update my-web-v1 my-web-v2 --rollback --image=my-web:v2
Found existing update in progress (my-web-v2), resuming.
Found desired replicas.Continuing update with existing controller my-web-v1.
At beginning of loop: my-web-v2 replicas: 1, my-web-v1 replicas: 3
Updating my-web-v2 replicas: 1, my-web-v1 replicas: 3
At end of loop: my-web-v2 replicas: 1, my-web-v1 replicas: 3
At beginning of loop: my-web-v2 replicas: 0, my-web-v1 replicas: 4
Updating my-web-v2 replicas: 0, my-web-v1 replicas: 4
At end of loop: my-web-v2 replicas: 0, my-web-v1 replicas: 4
Update succeeded. Deleting my-web-v2
my-web-v2

回退的方式实际上就是升级的逆操作，逐步增加旧的Replication Controller（V1版本）的副本数，逐步减少新的Replication Controller（V2版本）的副本数。

参考

https://github.com/kubernetes/
... te.md

==========================================================
作者简介
吴龙辉，现任网宿科技高级运营工程师，致力于云计算PaaS的研究和实践，活跃于CloudFoundry，Docker，Kubernetes等开源社区，贡献代码和撰写技术文档。 
邮箱：wulh@chinanetcenter.com/wlh6666@qq.com