ASP.NET Core on K8S深入学习(3-1)Deployment

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ASP.NET Core on K8S深入学习(3-1)Deployment

Edison Zhou 2019-08-08 17:29:26 浏览334
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上一篇《部署过程解析与安装Dashboard》中我们了解K8S的部署过程,这一篇我们来了解一下K8S为我们提供的几种应用运行方式:Deployment、DaemonSet与Job,它们是Kubernetes最重要的核心功能提供者。考虑到篇幅和更新速度,我将其分为两篇文章,本篇会主要介绍Deployment,主要参考自CloudMan《每天5分钟玩转Kubernetes》,也推荐大家购买阅读。

一、创建资源的两种方式

  K8S支持两种创建资源的方式,分别是 使用kubectl命令直接创建 与 通过配置文件+kubectl apply创建,下面以上一篇中的ASP.NET Core示例来分别介绍下这两种方式。

1.1 Kubectl命令直接创建

  第一种是通过kubectl命令直接创建:

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

  这样我们就部署了一个具有2个副本的k8s-demo(一个ASP.NET Core API示例)。

1.2 YAML配置文件创建

  第二种是通过配置文件+kubectl apply(kubectl create也可以)创建:

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

  不过,上面的配置文件可能并不能直接运行,因为默认情况下K8S还有一些必填项的验证,完整你可以参考下面这段配置:

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

  更多yaml文件的语法基础,可以参考这一篇文章:https://www.kubernetes.org.cn/1414.html

  如上所示,我们将资源的属性都写在了一个yaml格式的配置文件中,有了这个配置文件,我们只需要执行一句:

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

1.3 相关补充

  如果要删除deployment,也只需要执行一句:

kubectl delete deployment k8s-demo-deployment

  或者是下面这一句:

kubectl delete -f k8s-demo-deployment.yaml

  执行之后,K8S会自动帮我们删除相关Deployment、ReplicaSet(副本集)以及Pod。

  可以看出,直接通过kubectl创建会比较省力和快捷,但是它无法做到很好的管理,不适合正式的、规模化的部署,因此我们一般会更加倾向于采用配置文件的方式,但是使用配置文件要求我们熟悉yaml的语法,如果存在类似制表符之类的特殊字符都是无法成功执行的。

二、Deployment必知必会

2.1 Deployment类型应用运行

  这里我们仍以上面提到的k8s-demo示例项目为例,通过下面这个配置文件来创建资源:

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

  通过下面的命令创建资源:

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

  下面我们来看看K8S到底为我们做了些什么工作:

  (1)查看k8s-demo-deployment状态

kubectl get deployment k8s-demo-deployment -n aspnetcore

   可以看到,对于我们的这个deployment,生成了2个副本且正常运行。

  如果想要获得更加相信的信息,可以使用下面这句:

kubectl describe deployment k8s-demo-deployment -n aspnetcore

  从deployment的日志中,可以看到如下图所示的信息:

   可以看到,K8S的Deployment-Controller为k8s-demo创建了一个ReplicaSet名叫k8s-demo-deployment-54d5c97fb7,后面的Pod就是由这个ReplicaSet来管理的。

  (2)查看ReplicaSet的状态

kubectl describe replicaset -n aspnetcore

  会得到以下两个图所示的信息:

   从上图可以看出,这个ReplicaSet是由Deployment k8s-demo-deployment 创建的。

   从上图中的日志(Events代表日志)可以看出,两个副本Pod是由ReplicaSet-Controller创建的,且创建成功。

  (3)查看Pod的状态

kubectl describe pod -n aspnetcore

  同样,也会得到如下图所示的两个信息:

   可以看出,此Pod是由ReplicaSet k8s-demo-deployment-54d5c97fb7创建的。下图的日志记录了Pod的启动过程:

   从日志中可以看到Pod的启动过程,如果启动过程中发生了异常(比如拉取镜像失败),都可以通过输出的错误信息查看原因。

  下图是整个Deployment的部署过程,即kubectl→Deployment→ReplicaSet→Pod,也可以看出对象的命名方式的规则:

2.2 伸缩Scale

  所谓伸缩,是指在线实时增加或减少Pod的副本数量。在刚刚的部署中,我们在配置文件中定义的是2个副本,如下图所示:

   可以看到,两个副本分别位于k8s-node1 和 k8s-node2上面。一般默认情况下,K8S不会将Pod调度到Master节点上,虽然Master节点也是可以作为Node节点晒用的。

  这时,如果我们想要扩展副本数量从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
......

  然后再次apply:

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

  最终结果如下图所示:

  同理,如果想缩小副本数量,也是如上所述的步骤,不再赘述。

2.3 故障转移FailOver

  所谓K8S中的故障转移(FailOver),就是当某个Node节点失效或宕机时,会将该Node上所运行的所有Pod转移到其他健康的Node节点上继续运行。

  这里继续上例,我们有两个Pod都运行在k8s-node2上,那么我们这里模拟k8s-node2故障,强制关闭该节点:

halt -h

  等待一段时间后(放心,不会很快),当K8S检测到k8s-node2不可用,会将k8s-node2上的Pod最终标记为Terminating状态,并在k8s-node1上新建两个Pod,维持副本总数量为3。

  当然,也可以从Dashboard中直观的看到:

  当k8s-node2恢复后,Terminating的Pod会自动被删除,不过已经运行在k8s-node1的Pod是不会重新调度回k8s-node2的。

2.4 善用label控制Pod位置

  默认情况下,K8S的Scheduler会均衡调度Pod到所有可用的Node节点,但是有些时候希望将指定的Pod部署到指定的Node节点。例如,一个I/O密集型的Pod可以尽量部署在配置了SSD的Node节点,又或者一个需要GPU的Pod可以尽量部署在配置了GPU的Node节点上。

  不用担心,K8S为我们提供了label来实现这个功能,label是一个key/value对,可以灵活设置各种自定义的属性。比如,我们这里假设我们的k8s-demo示例项目是一个I/O密集型的API,还假设k8s-node1是一个配置了SSD的Node节点:

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

  显示结果如下:可以看到,现在k8s-node多了一个label => disktype=ssd

  接下来,我们就可以在配置文件中为要部署的应用指定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

   然后,再次apply创建资源:

kubectl apply -f k8s-demo-deployment.yaml

  验证一下,所有的k8s-demo的Pod全都调度到了k8s-node1上面,符合预期:

   如果k8s-node1不再是配置SSD了,那么我们就可以为其删掉这个label了:

kubectl label node k8s-node1 disktype-

  注意,这里的 - 就代表删除,而且此时Pod不会重新部署,除非你删除配置文件中的配置然后再次apply。

三、小结

  本文介绍了K8S中创建资源的两种方式及对比,然后重点介绍了一下Deployment这个Controller,把玩了Deployment类型的应用运行、伸缩、故障转移以及使用label来控制Pod的位置。运行应用是K8S最核心的功能,下一篇会继续研究DaemonSet和Job这两个Controller的应用方式和场景。当然,笔者也还是初学,有很多不足之处,也请多包涵。对于催更的童鞋,请耐心等待。

参考资料

(1)CloudMan,《每天5分钟玩转Kubernetes

(2)李振良,《一天入门Kubernets教程

(3)马哥(马永亮),《Kubernetes快速入门

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