简述

Deployment为Pod和ReplicaSet提供了一个声明式定义(declarative)方法，用来替代以前的ReplicationController来方便的管理应用。典型的应用场景包括：

定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet

滚动升级和回滚应用

扩容和缩容

暂停和继续Deployment

比如一个简单的nginx应用可以定义为

扩容：

如果集群支持 horizontal pod autoscaling 的话，还可以为Deployment设置自动扩展：

更新镜像也比较简单:

回滚：

Deployment概念详细解析

本文翻译自kubernetes官方文档：https://github.com/ kubernetes/kubernetes.github.io/ blob/master/docs/concepts/ workloads/controllers/ deployment.md

根据2017年5月10日的Commit 8481c02 翻译。

Deployment是什么？

Deployment为Pod和Replica Set（ 下一代Replication Controller）提供声明式更新。

你只需要在Deployment中描述你想要的目标状态是什么，Deployment controller就会帮你将Pod和Replica Set的实际状态改变到你的目标状态。你可以定义一个全新的Deployment，也可以创建一个新的替换旧的Deployment。

一个典型的用例如下：

使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建pod。检查启动状态，看它是成功还是失败。

然后，通过更新Deployment的PodTemplateSpec字段来声明Pod的新状态。这会创建一个新的ReplicaSet，Deployment会按照控制的速率将pod从旧的ReplicaSet移动到新的ReplicaSet中。

如果当前状态不稳定，回滚到之前的Deployment revision。每次回滚都会更新Deployment的revision。

扩容Deployment以满足更高的负载。

暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复，然后恢复上线。

根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。

清除旧的不必要的ReplicaSet。

创建Deployment

下面是一个Deployment示例，它创建了一个Replica Set来启动3个nginx pod。

下载示例文件并执行命令：

将kubectl的 —record 的flag设置为 true可以在annotation中记录当前命令创建或者升级了该资源。这在未来会很有用，例如，查看在每个Deployment revision中执行了哪些命令。

然后立即执行getí将获得如下结果：

输出结果表明我们希望的repalica数是3（根据deployment中的.spec.replicas配置）当前replica数（ .status.replicas）是0, 最新的replica数（.status.updatedReplicas）是0，可用的replica数（.status.availableReplicas）是0。

过几秒后再执行get命令，将获得如下输出：

我们可以看到Deployment已经创建了3个replica，所有的replica都已经是最新的了（包含最新的pod template），可用的（根据Deployment中的.spec.minReadySeconds声明，处于已就绪状态的pod的最少个数）。执行kubectl get rs和kubectl get pods会显示Replica Set（RS）和Pod已创建。

你可能会注意到Replica Set的名字总是<Deployment的名字>-<pod template的hash值>。

刚创建的Replica Set将保证总是有3个nginx的pod存在。

注意： 你必须在Deployment中的selector指定正确pod template label（在该示例中是 app = nginx），不要跟其他的controller搞混了（包括Deployment、Replica Set、Replication Controller等）。Kubernetes本身不会阻止你这么做，如果你真的这么做了，这些controller之间会相互打架，并可能导致不正确的行为。

更新Deployment

注意： Deployment的rollout当且仅当Deployment的pod template（例如.spec.template）中的label更新或者镜像更改时被触发。其他更新，例如扩容Deployment不会触发rollout。

假如我们现在想要让nginx pod使用nginx:1.9.1的镜像来代替原来的nginx:1.7.9的镜像。

我们可以使用edit命令来编辑Deployment，修改 .spec.template.spec.containers[0].image ，将nginx:1.7.9 改写成nginx:1.9.1。

查看rollout的状态，只要执行：

Rollout成功后，get Deployment：

UP-TO-DATE的replica的数目已经达到了配置中要求的数目。

CURRENT的replica数表示Deployment管理的replica数量，AVAILABLE的replica数是当前可用的replica数量。

We can run kubectl get rs to see that the Deployment updated the Pods by creating a new Replica Set and scaling it up to 3 replicas, as well as scaling down the old Replica Set to 0 replicas.

我们通过执行kubectl get rs可以看到Deployment更新了Pod，通过创建一个新的Replica Set并扩容了3个replica，同时将原来的Replica Set缩容到了0个replica。

执行 get pods只会看到当前的新的pod:

下次更新这些pod的时候，只需要更新Deployment中的pod的template即可。

Deployment可以保证在升级时只有一定数量的Pod是down的。默认的，它会确保至少有比期望的Pod数量少一个的Pod是up状态（最多一个不可用）。

Deployment同时也可以确保只创建出超过期望数量的一定数量的Pod。默认的，它会确保最多比期望的Pod数量多一个的Pod是up的（最多1个surge）。

在未来的Kuberentes版本中，将从1-1变成25%-25%）。

例如，如果你自己看下上面的Deployment，你会发现，开始创建一个新的Pod，然后删除一些旧的Pod再创建一个新的。当新的Pod创建出来之前不会杀掉旧的Pod。这样能够确保可用的Pod数量至少有2个，Pod的总数最多4个。

我们可以看到当我们刚开始创建这个Deployment的时候，创建了一个Replica Set（nginx-deployment-2035384211），并直接扩容到了3个replica。

当我们更新这个Deployment的时候，它会创建一个新的Replica Set（nginx-deployment-1564180365），将它扩容到1个replica，然后缩容原先的Replica Set到2个replica，此时满足至少2个Pod是可用状态，同一时刻最多有4个Pod处于创建的状态。

接着继续使用相同的rolling update策略扩容新的Replica Set和缩容旧的Replica Set。最终，将会在新的Replica Set中有3个可用的replica，旧的Replica Set的replica数目变成0。

Rollover（多个rollout并行）

每当Deployment controller观测到有新的deployment被创建时，如果没有已存在的Replica Set来创建期望个数的Pod的话，就会创建出一个新的Replica Set来做这件事。已存在的Replica Set控制label匹配.spec.selector但是template跟.spec.template不匹配的Pod缩容。最终，新的Replica Set将会扩容出.spec.replicas指定数目的Pod，旧的Replica Set会缩容到0。

如果你更新了一个的已存在并正在进行中的Deployment，每次更新Deployment都会创建一个新的Replica Set并扩容它，同时回滚之前扩容的Replica Set——将它添加到旧的Replica Set列表，开始缩容。

例如，假如你创建了一个有5个niginx:1.7.9 replica的Deployment，但是当还只有3个nginx:1.7.9的replica创建出来的时候你就开始更新含有5个nginx:1.9.1 replica的Deployment。在这种情况下，Deployment会立即杀掉已创建的3个nginx:1.7.9的Pod，并开始创建nginx:1.9.1的Pod。它不会等到所有的5个nginx:1.7.9的Pod都创建完成后才开始改变航道。

回退Deployment

有时候你可能想回退一个Deployment，例如，当Deployment不稳定时，比如一直crash looping。

默认情况下，kubernetes会在系统中保存前两次的Deployment的rollout历史记录，以便你可以随时会退（你可以修改revision history limit来更改保存的revision数）。?

注意： 只要Deployment的rollout被触发就会创建一个revision。也就是说当且仅当Deployment的Pod template（如.spec.template）被更改，例如更新template中的label和容器镜像时，就会创建出一个新的revision。

其他的更新，比如扩容Deployment不会创建revision——因此我们可以很方便的手动或者自动扩容。这意味着当你回退到历史revision是，直邮Deployment中的Pod template部分才会回退。

假设我们在更新Deployment的时候犯了一个拼写错误，将镜像的名字写成了nginx:1.91，而正确的名字应该是nginx:1.9.1：

Rollout将会卡住。

按住Ctrl-C停止上面的rollout状态监控。

你会看到旧的replicas（nginx-deployment-1564180365 和 nginx-deployment-2035384211）和新的replicas （nginx-deployment-3066724191）数目都是2个。

看下创建Pod，你会看到有两个新的呃Replica Set创建的Pod处于ImagePullBackOff状态，循环拉取镜像。

注意，Deployment controller会自动停止坏的rollout，并停止扩容新的Replica Set。

为了修复这个问题，我们需要回退到稳定的Deployment revision。

检查Deployment升级的历史记录

首先，检查下Deployment的revision：

因为我们创建Deployment的时候使用了—recored参数可以记录命令，我们可以很方便的查看每次revison的变化。

查看单个revision的详细信息：

回退到历史版本

现在，我们可以决定回退当前的rollout到之前的版本：

也可以使用 --revision参数指定某个历史版本：

与rollout相关的命令详细文档见kubectl rollout。

该Deployment现在已经回退到了先前的稳定版本。如你所见，Deployment controller产生了一个回退到revison 2的DeploymentRollback的event。

清理Policy

你可以通过设置.spec.revisonHistoryLimit项来指定deployment最多保留多少revison历史记录。默认的会保留所有的revision；如果将该项设置为0，Deployment就不允许回退了。

Deployment扩容

你可以使用以下命令扩容Deployment：

假设你的集群中启用了horizontal pod autoscaling，你可以给Deployment设置一个autoscaler，基于当前Pod的CPU利用率选择最少和最多的Pod数。

比例扩容

RollingUpdate Deployment支持同时运行一个应用的多个版本。当你活着autoscaler扩容RollingUpdate Deployment的时候，正在中途的rollout（进行中或者已经暂停的），为了降低风险，Deployment controller将会平衡已存在的活动中的ReplicaSets（有Pod的ReplicaSets）和新加入的replicas。这被称为比例扩容。

例如，你正在运行中含有10个replica的Deployment。maxSurge=3，maxUnavailable=2。

你更新了一个镜像，而在集群内部无法解析。

镜像更新启动了一个包含ReplicaSet nginx-deployment-1989198191的新的rollout，但是它被阻塞了，因为我们上面提到的maxUnavailable。

然后发起了一个新的Deployment扩容请求。autoscaler将Deployment的repllica数目增加到了15个。Deployment controller需要判断在哪里增加这5个新的replica。如果我们没有谁用比例扩容，所有的5个replica都会加到一个新的ReplicaSet中。如果使用比例扩容，新添加的replica将传播到所有的ReplicaSet中。大的部分加入replica数最多的ReplicaSet中，小的部分加入到replica数少的ReplciaSet中。0个replica的ReplicaSet不会被扩容。

在我们上面的例子中，3个replica将添加到旧的ReplicaSet中，2个replica将添加到新的ReplicaSet中。rollout进程最终会将所有的replica移动到新的ReplicaSet中，假设新的replica成为健康状态。

暂停和恢复Deployment

你可以在出发一次或多次更新前暂停一个Deployment，然后再恢复它。这样你就能多次暂停和恢复Deployment，在此期间进行一些修复工作，而不会出发不必要的rollout。

例如使用刚刚创建Deployment：

使用以下命令暂停Deployment：

然后更新Deplyment中的镜像：

注意新的rollout启动了：

你可以进行任意多次更新，例如更新使用的资源：

Deployment暂停前的初始状态将继续它的功能，而不会对Deployment的更新产生任何影响，只要Deployment是暂停的。

最后，恢复这个Deployment，观察完成更新的ReplicaSet已经创建出来了：

注意： 在恢复Deployment之前你无法回退一个暂停了个Deployment。

Deployment状态

Deployment在生命周期中有多种状态。在创建一个新的ReplicaSet的时候它可以是 progressing 状态， complete 状态，或者fail to progress状态。

Progressing Deployment

Kubernetes将执行过下列任务之一的Deployment标记为progressing状态：

Deployment正在创建新的ReplicaSet过程中。

Deployment正在扩容一个已有的ReplicaSet。

Deployment正在缩容一个已有的ReplicaSet。

有新的可用的pod出现。

你可以使用kubectl roullout status命令监控Deployment的进度。

Complete Deployment

Kubernetes将包括以下特性的Deployment标记为complete状态：

Deployment最小可用。最小可用意味着Deployment的可用replica个数等于或者超过Deployment策略中的期望个数。

所有与该Deployment相关的replica都被更新到了你指定版本，也就说更新完成。

该Deployment中没有旧的Pod存在。

你可以用kubectl rollout status命令查看Deployment是否完成。如果rollout成功完成，kubectl rollout status将返回一个0值的Exit Code。

Failed Deployment

你的Deployment在尝试部署新的ReplicaSet的时候可能卡住，用于也不会完成。这可能是因为以下几个因素引起的：

无效的引用

不可读的probe failure

镜像拉取错误

权限不够

范围限制

程序运行时配置错误

探测这种情况的一种方式是，在你的Deployment spec中指定spec.progressDeadlineSeconds。spec.progressDeadlineSeconds表示Deployment controller等待多少秒才能确定（通过Deployment status）Deployment进程是卡住的。

下面的kubectl命令设置progressDeadlineSeconds 使controller在Deployment在进度卡住10分钟后报告：

当超过截止时间后，Deployment controller会在Deployment的 status.conditions中增加一条DeploymentCondition，它包括如下属性：

Type=Progressing

Status=False

Reason=ProgressDeadlineExceeded

浏览 Kubernetes API conventions 查看关于status conditions的更多信息。

注意： kubernetes除了报告Reason=ProgressDeadlineExceeded状态信息外不会对卡住的Deployment做任何操作。更高层次的协调器可以利用它并采取相应行动，例如，回滚Deployment到之前的版本。

注意： 如果你暂停了一个Deployment，在暂停的这段时间内kubernetnes不会检查你指定的deadline。你可以在Deployment的rollout途中安全的暂停它，然后再恢复它，这不会触发超过deadline的状态。

你可能在使用Deployment的时候遇到一些短暂的错误，这些可能是由于你设置了太短的timeout，也有可能是因为各种其他错误导致的短暂错误。例如，假设你使用了无效的引用。当你Describe Deployment的时候可能会注意到如下信息：

执行 kubectl get deployment nginx-deployment -o yaml，Deployement 的状态可能看起来像这个样子：

最终，一旦超过Deployment进程的deadline，kuberentes会更新状态和导致Progressing状态的原因：

你可以通过缩容Deployment的方式解决配额不足的问题，或者增加你的namespace的配额。如果你满足了配额条件后，Deployment controller就会完成你的Deployment rollout，你将看到Deployment的状态更新为成功状态（Status=True并且Reason=NewReplicaSetAvailable）。

Type=Available、 Status=True 以为这你的Deployment有最小可用性。 最小可用性是在Deployment策略中指定的参数。Type=Progressing 、 Status=True意味着你的Deployment 或者在部署过程中，或者已经成功部署，达到了期望的最少的可用replica数量（查看特定状态的Reason——在我们的例子中Reason=NewReplicaSetAvailable 意味着Deployment已经完成）。

你可以使用kubectl rollout status命令查看Deployment进程是否失败。当Deployment过程超过了deadline，kubectl rollout status将返回非0的exit code。

操作失败的Deployment

所有对完成的Deployment的操作都适用于失败的Deployment。你可以对它阔／缩容，回退到历史版本，你甚至可以多次暂停它来应用Deployment pod template。

清理Policy

你可以设置Deployment中的 .spec.revisionHistoryLimit 项来指定保留多少旧的ReplicaSet。 余下的将在后台被当作垃圾收集。默认的，所有的revision历史就都会被保留。在未来的版本中，将会更改为2。

注意： 将该值设置为0，将导致所有的Deployment历史记录都会被清除，该Deploynent就无法再回退了。

用例

Canary Deployment

如果你想要使用Deployment对部分用户或服务器发布relaese，你可以创建多个Deployment，每个对一个release，参照managing resources 中对金丝雀模式的描述。

编写Deployment Spec

在所有的Kubernetes配置中，Deployment也需要apiVersion，kind和metadata这些配置项。配置文件的通用使用说明查看部署应用，配置容器，和使用kubeclt管理资源文档。

Deployment也需要 .spec section.

Pod Template

.spec.template 是 .spec中唯一要求的字段。

.spec.template 是 pod template. 它跟 Pod有一模一样的schema，除了它是嵌套的并且不需要apiVersion 和 kind字段。

另外为了划分Pod的范围，Deployment中的pod template必须指定适当的label（不要跟其他controller重复了，参考selector）和适当的重启策略。

.spec.template.spec.restartPolicy 可以设置为 Always , 如果不指定的话这就是默认配置。

Replicas

.spec.replicas 是可以选字段，指定期望的pod数量，默认是1。

Selector

.spec.selector是可选字段，用来指定 label selector ，圈定Deployment管理的pod范围。

如果被指定， .spec.selector 必须匹配 .spec.template.metadata.labels，否则它将被API拒绝。如果 .spec.selector 没有被指定， .spec.selector.matchLabels 默认是 .spec.template.metadata.labels。

在Pod的template跟.spec.template不同或者数量超过了.spec.replicas规定的数量的情况下，Deployment会杀掉label跟selector不同的Pod。

注意： 你不应该再创建其他label跟这个selector匹配的pod，或者通过其他Deployment，或者通过其他Controller，例如ReplicaSet和ReplicationController。否则该Deployment会被把它们当成都是自己创建的。Kubernetes不会阻止你这么做。

如果你有多个controller使用了重复的selector，controller们就会互相打架并导致不正确的行为。

策略

.spec.strategy 指定新的Pod替换旧的Pod的策略。 .spec.strategy.type 可以是”Recreate”或者是 “RollingUpdate”。”RollingUpdate”是默认值。

Recreate Deployment

.spec.strategy.type==Recreate时，在创建出新的Pod之前会先杀掉所有已存在的Pod。

Rolling Update Deployment

.spec.strategy.type==RollingUpdate时，Deployment使用rolling update 的方式更新Pod 。你可以指定maxUnavailable 和maxSurge 来控制 rolling update 进程。

Max Unavailable

.spec.strategy.rollingUpdate.maxUnavailable 是可选配置项，用来指定在升级过程中不可用Pod的最大数量。该值可以是一个绝对值（例如5），也可以是期望Pod数量的百分比（例如10%）。通过计算百分比的绝对值向下取整。如果.spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge 为0时，这个值不可以为0。默认值是1。

例如，该值设置成30%，启动rolling update后旧的ReplicatSet将会立即缩容到期望的Pod数量的70%。新的Pod ready后，随着新的ReplicaSet的扩容，旧的ReplicaSet会进一步缩容，确保在升级的所有时刻可以用的Pod数量至少是期望Pod数量的70%。

Max Surge

.spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge 是可选配置项，用来指定可以超过期望的Pod数量的最大个数。该值可以是一个绝对值（例如5）或者是期望的Pod数量的百分比（例如10%）。当MaxUnavailable为0时该值不可以为0。通过百分比计算的绝对值向上取整。默认值是1。

例如，该值设置成30%，启动rolling update后新的ReplicatSet将会立即扩容，新老Pod的总数不能超过期望的Pod数量的130%。旧的Pod被杀掉后，新的ReplicaSet将继续扩容，旧的ReplicaSet会进一步缩容，确保在升级的所有时刻所有的Pod数量和不会超过期望Pod数量的130%。

Progress Deadline Seconds

.spec.progressDeadlineSeconds 是可选配置项，用来指定在系统报告Deployment的failed progressing ——表现为resource的状态中type=Progressing、Status=False、 Reason=ProgressDeadlineExceeded前可以等待的Deployment进行的秒数。Deployment controller会继续重试该Deployment。未来，在实现了自动回滚后， deployment controller在观察到这种状态时就会自动回滚。

如果设置该参数，该值必须大于 .spec.minReadySeconds。

Min Ready Seconds

.spec.minReadySeconds是一个可选配置项，用来指定没有任何容器crash的Pod并被认为是可用状态的最小秒数。默认是0（Pod在ready后就会被认为是可用状态）。进一步了解什么什么后Pod会被认为是ready状态，参阅 Container Probes。

Rollback To

.spec.rollbackTo 是一个可以选配置项，用来配置Deployment回退的配置。设置该参数将触发回退操作，每次回退完成后，该值就会被清除。

Revision

.spec.rollbackTo.revision是一个可选配置项，用来指定回退到的revision。默认是0，意味着回退到历史中最老的revision。

Revision History Limit

Deployment revision history存储在它控制的ReplicaSets中。

.spec.revisionHistoryLimit 是一个可选配置项，用来指定可以保留的旧的ReplicaSet数量。该理想值取决于心Deployment的频率和稳定性。如果该值没有设置的话，默认所有旧的Replicaset或会被保留，将资源存储在etcd中，是用kubectl get rs查看输出。每个Deployment的该配置都保存在ReplicaSet中，然而，一旦你删除的旧的RepelicaSet，你的Deployment就无法再回退到那个revison了。

如果你将该值设置为0，所有具有0个replica的ReplicaSet都会被删除。在这种情况下，新的Deployment rollout无法撤销，因为revision history都被清理掉了。

Paused

.spec.paused是可以可选配置项，boolean值。用来指定暂停和恢复Deployment。Paused和没有paused的Deployment之间的唯一区别就是，所有对paused deployment中的PodTemplateSpec的修改都不会触发新的rollout。Deployment被创建之后默认是非paused。

Alternative to Deployments

kubectl rolling update

Kubectl rolling update 虽然使用类似的方式更新Pod和ReplicationController。但是我们推荐使用Deployment，因为它是声明式的，客户端侧，具有附加特性，例如即使滚动升级结束后也可以回滚到任何历史版本。