ASP.NET Core on K8S深入學習（3-1）Deployment

• 2019 年 10 月 3 日
• 筆記

本篇已加入《.NET Core on K8S學習實踐系列文章索引》，可以點擊查看更多容器化技術相關係列文章。

上一篇《部署過程解析與安裝Dashboard》中我們了解K8S的部署過程，這一篇我們來了解一下K8S為我們提供的幾種應用運行方式：Deployment、DaemonSet與Job，它們是Kubernetes最重要的核心功能提供者。考慮到篇幅和更新速度，我將其分為兩篇文章，本篇會主要介紹Deployment，主要參考自CloudMan《每天5分鐘玩轉Kubernetes》，也推薦大家購買閱讀。

一、創建資源的兩種方式

　　K8S支持兩種創建資源的方式，分別是 使用kubectl命令直接創建 與 通過配置文件+kubectl apply創建，下面以上一篇中的ASP.NET Core示例來分別介紹下這兩種方式。

1.1 Kubectl命令直接創建

　　第一種是通過kubectl命令直接創建：

kubectl run k8s-demo-deployment --image=edisonsaonian/k8s-demo:latest --replicas=2 --namespace=aspnetcore

　　這樣我們就部署了一個具有2個副本的k8s-demo（一個ASP.NET Core API示例）。

1.2 YAML配置文件創建

　　第二種是通過配置文件+kubectl apply(kubectl create也可以)創建：

apiVersion: apps/v1  kind: Deployment  metadata:    name: k8s-demo-deployment    namespace: aspnetcore  spec:    replicas: 2    template:      spec:        containers:        - name: k8s-demo          image: edisonsaonian/k8s-demo          ports:          - containerPort: 80

　　不過，上面的配置文件可能並不能直接運行，因為默認情況下K8S還有一些必填項的驗證，完整你可以參考下面這段配置：

apiVersion: apps/v1  kind: Deployment  metadata:    name: k8s-demo-deployment    namespace: aspnetcore  spec:    replicas: 2    selector:      matchLabels:        app: aspnetcore_webapi    template:      metadata:        labels:          app: aspnetcore_webapi      spec:        containers:        - name: k8s-demo          image: edisonsaonian/k8s-demo          ports:          - containerPort: 80

View Code

　　更多yaml文件的語法基礎，可以參考這一篇文章：https://www.kubernetes.org.cn/1414.html

　　如上所示，我們將資源的屬性都寫在了一個yaml格式的配置文件中，有了這個配置文件，我們只需要執行一句：

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

1.3 相關補充

　　如果要刪除deployment，也只需要執行一句：

kubectl delete deployment k8s-demo-deployment

　　或者是下面這一句：

kubectl delete -f k8s-demo-deployment.yaml

　　執行之後，K8S會自動幫我們刪除相關Deployment、ReplicaSet（副本集）以及Pod。

　　可以看出，直接通過kubectl創建會比較省力和快捷，但是它無法做到很好的管理，不適合正式的、規模化的部署，因此我們一般會更加傾向於採用配置文件的方式，但是使用配置文件要求我們熟悉yaml的語法，如果存在類似製表符之類的特殊字符都是無法成功執行的。

二、Deployment必知必會

2.1 Deployment類型應用運行

　　這裡我們仍以上面提到的k8s-demo示例項目為例，通過下面這個配置文件來創建資源：

apiVersion: apps/v1  kind: Deployment  metadata:    name: k8s-demo-deployment    namespace: aspnetcore  spec:    replicas: 2    selector:      matchLabels:        app: aspnetcore_webapi    template:      metadata:        labels:          app: aspnetcore_webapi      spec:        containers:        - name: k8s-demo          image: edisonsaonian/k8s-demo          ports:          - containerPort: 80

　　通過下面的命令創建資源：

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

　　下面我們來看看K8S到底為我們做了些什麼工作：

　　（1）查看k8s-demo-deployment狀態

kubectl get deployment k8s-demo-deployment -n aspnetcore

 　　可以看到，對於我們的這個deployment，生成了2個副本且正常運行。

　　如果想要獲得更加相信的信息，可以使用下面這句：

kubectl describe deployment k8s-demo-deployment -n aspnetcore

　　從deployment的日誌中，可以看到如下圖所示的信息：

 　　可以看到，K8S的Deployment-Controller為k8s-demo創建了一個ReplicaSet名叫k8s-demo-deployment-54d5c97fb7，後面的Pod就是由這個ReplicaSet來管理的。

　　（2）查看ReplicaSet的狀態

kubectl describe replicaset -n aspnetcore

　　會得到以下兩個圖所示的信息：

 　　從上圖可以看出，這個ReplicaSet是由Deployment k8s-demo-deployment 創建的。

 　　從上圖中的日誌（Events代表日誌）可以看出，兩個副本Pod是由ReplicaSet-Controller創建的，且創建成功。

　　（3）查看Pod的狀態

kubectl describe pod -n aspnetcore

　　同樣，也會得到如下圖所示的兩個信息：

 　　可以看出，此Pod是由ReplicaSet k8s-demo-deployment-54d5c97fb7創建的。下圖的日誌記錄了Pod的啟動過程：

 　　從日誌中可以看到Pod的啟動過程，如果啟動過程中發生了異常（比如拉取鏡像失敗），都可以通過輸出的錯誤信息查看原因。

　　下圖是整個Deployment的部署過程，即kubectl→Deployment→ReplicaSet→Pod，也可以看出對象的命名方式的規則：

2.2 伸縮Scale

　　所謂伸縮，是指在線實時增加或減少Pod的副本數量。在剛剛的部署中，我們在配置文件中定義的是2個副本，如下圖所示：

 　　可以看到，兩個副本分別位於k8s-node1 和 k8s-node2上面。一般默認情況下，K8S不會將Pod調度到Master節點上，雖然Master節點也是可以作為Node節點曬用的。

　　這時，如果我們想要擴展副本數量從2到3，只需要修改配置文件：

apiVersion: apps/v1  kind: Deployment  metadata:    name: k8s-demo-deployment    namespace: aspnetcore  spec:    replicas: 3
......

　　然後再次apply：

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

　　最終結果如下圖所示：

　　同理，如果想縮小副本數量，也是如上所述的步驟，不再贅述。

2.3 故障轉移FailOver

　　所謂K8S中的故障轉移（FailOver），就是當某個Node節點失效或宕機時，會將該Node上所運行的所有Pod轉移到其他健康的Node節點上繼續運行。

　　這裡繼續上例，我們有兩個Pod都運行在k8s-node2上，那麼我們這裡模擬k8s-node2故障，強制關閉該節點：

halt -h

　　等待一段時間後（放心，不會很快），當K8S檢測到k8s-node2不可用，會將k8s-node2上的Pod最終標記為Terminating狀態，並在k8s-node1上新建兩個Pod，維持副本總數量為3。

　　當然，也可以從Dashboard中直觀的看到：

　　當k8s-node2恢復後，Terminating的Pod會自動被刪除，不過已經運行在k8s-node1的Pod是不會重新調度回k8s-node2的。

2.4 善用label控制Pod位置

　　默認情況下，K8S的Scheduler會均衡調度Pod到所有可用的Node節點，但是有些時候希望將指定的Pod部署到指定的Node節點。例如，一個I/O密集型的Pod可以盡量部署在配置了SSD的Node節點，又或者一個需要GPU的Pod可以盡量部署在配置了GPU的Node節點上。

　　不用擔心，K8S為我們提供了label來實現這個功能，label是一個key/value對，可以靈活設置各種自定義的屬性。比如，我們這裡假設我們的k8s-demo示例項目是一個I/O密集型的API，還假設k8s-node1是一個配置了SSD的Node節點：

kubectl label node k8s-node1 disktype=ssd
kubectl get node --show-labels

　　顯示結果如下：可以看到，現在k8s-node多了一個label => disktype=ssd

　　接下來，我們就可以在配置文件中為要部署的應用指定label了：

apiVersion: apps/v1  kind: Deployment  metadata:    name: k8s-demo-deployment    namespace: aspnetcore  spec:    replicas: 3    selector:      matchLabels:        app: aspnetcore_webapi    template:      metadata:        labels:          app: aspnetcore_webapi      spec:        containers:        - name: k8s-demo          image: edisonsaonian/k8s-demo          ports:          - containerPort: 80        nodeSelector:          disktype: ssd

 　　然後，再次apply創建資源：

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

　　驗證一下，所有的k8s-demo的Pod全都調度到了k8s-node1上面，符合預期：

 　　如果k8s-node1不再是配置SSD了，那麼我們就可以為其刪掉這個label了：

kubectl label node k8s-node1 disktype-

　　注意，這裡的 – 就代表刪除，而且此時Pod不會重新部署，除非你刪除配置文件中的配置然後再次apply。

三、小結

　　本文介紹了K8S中創建資源的兩種方式及對比，然後重點介紹了一下Deployment這個Controller，把玩了Deployment類型的應用運行、伸縮、故障轉移以及使用label來控制Pod的位置。運行應用是K8S最核心的功能，下一篇會繼續研究DaemonSet和Job這兩個Controller的應用方式和場景。當然，筆者也還是初學，有很多不足之處，也請多包涵。對於催更的童鞋，請耐心等待。

參考資料

（1）CloudMan，《每天5分鐘玩轉Kubernetes》

（2）李振良，《一天入門Kubernets教程》

（3）馬哥（馬永亮），《Kubernetes快速入門》