8. Kubernetes的服务调度

Myth丶恋晨 2023-06-18 02:54 62阅读 0赞

### 健康检查 ###

在Kubernetes中，系统和应用程序的健康检查是由Kubelet来完成的。

健康检查包含容器的`livenessProbe`（活性探针）和服务的`readinessProbe`（就绪探针）。`livenessProbe`确保应用进程正常运行；`readinessProbe`确保应用进程可以对外提供服务。

*  进程级健康检查：

最简单的健康检查是进程级的健康检查，即检验容器进程是否存活。健康检查的监控粒度是在Kubernetes集群中运行的单一容器。Kubelet会定期通过Docker Daemon获取所有Docker进程的运行情况，如果发现某个Docker容器未正常运行，则重新启动该容器进程。目前，进程级的健康检查都是默认启用的。

*  业务级健康检查：

在实际场景下，仅仅使用进程级健康检查还远远不够。有时，从Docker的角度来看，容器依旧在运行，即入口进程（pid为1）在运行，而应用程序可能已经退出，此时容器就无法正常响应用户的业务，这是无法接受的。

为了解决以上问题，Kubernetes引人了一个在容器内执行的`livenessProbe`（活性探针）的概念，以支持用户自己实现应用业务级的健康检查。这些检查项由Kubelet代为执行，以确保用户的应用程序正确运转，至于什么样的状态才算“正确”，则由用户自己定义。

Kubernetes支持3种类型的应用健康检查动作，分别为`Container Exec`、`HTTP Get`和`TCP Socket`，均可用于`livenessProbe`和`readinessProbe`。

*  进程级健康检查问题示例：

# vim web.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
    ---
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      ports:
      - port: 80
        protocol: TCP
        targetPort: 8080
      selector:
        app: web-demo
      type: ClusterIP
    ---
    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Ingress
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      rules:
      - host: web.lzxlinux.cn
        http:
          paths:
          - path: /
            backend:
              serviceName: web-demo
              servicePort: 80

# kubectl apply -f web.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-786c69fdf4-kxsmr   1/1     Running   0          4m8s   172.10.4.102   node1   <none>           <none>

可以看到，该pod在node1节点上运行。在Windows电脑hosts文件中添加本地dns：

192.168.1.54 web.lzxlinux.cn

访问`http://web.lzxlinux.cn/examples/index.html`，

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]

说明服务正常，容器运行没问题。进入容器查看进程，

# kubectl exec -it web-demo-786c69fdf4-kxsmr bash
    
    bash-4.4# ps aux
    
    PID   USER     TIME   COMMAND
        1 root       0:00 /bin/sh -c sh /usr/local/tomcat/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       13 root       0:20 /usr/lib/jvm/java-1.7-openjdk/jre/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/usr/local/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLo
       14 root       0:00 tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       70 root       0:00 bash
       81 root       0:00 ps aux
       
    bash-4.4# netstat -lntp
    
    Active Internet connections (only servers)
    Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
    tcp        0      0 127.0.0.1:8005          0.0.0.0:*               LISTEN      13/java
    tcp        0      0 :::8009                 :::*                    LISTEN      13/java
    tcp        0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      13/java

程序正常运行，端口正常监听。其中入口进程的pid为1，而应用进程的pid为13。

杀死应用进程，看容器是否退出，

bash-4.4# kill 13
    
    bash-4.4# ps aux
    
    PID   USER     TIME   COMMAND
        1 root       0:00 /bin/sh -c sh /usr/local/tomcat/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       14 root       0:00 tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       70 root       0:00 bash
       90 root       0:00 ps aux
    
    bash-4.4# !net
    
    netstat -lntp
    Active Internet connections (only servers)
    Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name

应用进程被杀死后，容器仍在运行，此时查看pod会发现pod并未发生重启。

bash-4.4# kill 1
    
    bash-4.4# ps aux
    
    PID   USER     TIME   COMMAND
        1 root       0:00 /bin/sh -c sh /usr/local/tomcat/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       14 root       0:00 tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       70 root       0:00 bash
       92 root       0:00 ps aux
    
    bash-4.4# kill -9 1
    
    bash-4.4# ps aux
    
    PID   USER     TIME   COMMAND
        1 root       0:00 /bin/sh -c sh /usr/local/tomcat/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       14 root       0:00 tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       70 root       0:00 bash
       93 root       0:00 ps aux

容器的入口进程无法被杀死，强制杀死也不行。

bash-4.4# kill 14
    bash-4.4# command terminated with exit code 137

但杀死入口进程相关的进程（pid为14）时，容器直接退出。查看pod，

# kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-786c69fdf4-kxsmr   1/1     Running   1          24m   172.10.4.102   node1   <none>           <none>

可以看到pod重启次数为1，说明已经重启了一次。再次进入容器查看进程，

# kubectl exec -it web-demo-786c69fdf4-kxsmr bash
    
    bash-4.4# ps aux
    
    PID   USER     TIME   COMMAND
        1 root       0:00 /bin/sh -c sh /usr/local/tomcat/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       13 root       0:19 /usr/lib/jvm/java-1.7-openjdk/jre/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/usr/local/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLo
       14 root       0:00 tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
       71 root       0:00 bash
       77 root       0:00 ps aux
    
    bash-4.4# netstat -lntp
    
    Active Internet connections (only servers)
    Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
    tcp        0      0 127.0.0.1:8005          0.0.0.0:*               LISTEN      13/java
    tcp        0      0 :::8009                 :::*                    LISTEN      13/java
    tcp        0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      13/java

所有的进程全部恢复运行。

进程级健康检查只关心容器的入口进程，当入口进程（相关的阻塞进程）被杀死后，k8s才会重启pod。这表明进程级健康检查并不是那么可靠，尤其在生产环境中要避免这种不可靠的因素存在。

*  `Container Exec`示例：

通过Container命令行来确保应用进程在容器中正常运行。检查命令正常执行（返回结果`$?`为0）时说明应用进程正常运行，否则说明应用进程没有运行。当应用进程没有运行时Kubernetes会重启pod。

# vim web-exec.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
            livenessProbe:              #活性探针
              exec:             #检查命令
                command:
                - /bin/bash
                - -c
                - ps -ef |grep java |grep -v grep
              initialDelaySeconds: 10 #容器启动后等待该时间去执行命令
              periodSeconds: 10 #执行命令的间隔时间
              failureThreshold: 2 #允许失败次数
              successThreshold: 1 #允许成功次数
              timeoutSeconds: 5 #命令执行的超时时间

# kubectl apply -f web-exec.yaml
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-6dc98db94c-xt97m   1/1     Running       0          23s   172.10.4.103   node1   <none>           <none>
    web-demo-786c69fdf4-kxsmr   1/1     Terminating   1          47m   172.10.4.102   node1   <none>           <none>
    
    # kubectl describe pod web-demo-6dc98db94c-xt97m
    
    Liveness:       exec [/bin/bash -c ps -ef |grep java |grep -v grep] delay=10s timeout=5s period=10s #success=1 #failure=2
    
    # kubectl exec -it web-demo-6dc98db94c-xt97m bash
    
    bash-4.4# /bin/bash -c ps -ef |grep java |grep -v grep
    
       13 root       0:19 /usr/lib/jvm/java-1.7-openjdk/jre/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/usr/local/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djdk.tls.ephemeralDHKeySize=2048 -Djava.protocol.handler.pkgs=org.apache.catalina.webresources -Dignore.endorsed.dirs= -classpath /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar -Dcatalina.base=/usr/local/tomcat -Dcatalina.home=/usr/local/tomcat -Djava.io.tmpdir=/usr/local/tomcat/temp org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
       
    bash-4.4# echo $?
    0
    
    bash-4.4# /bin/bash -c ps -ef |grep javaaaa |grep -v grep
    
    bash-4.4# echo $?
    1
    
    bash-4.4# kill 13 #kill之后等待一段时间，容器自动退出
    bash-4.4# command terminated with exit code 137
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-6dc98db94c-xt97m   1/1     Running   1          8m49s   172.10.4.103   node1   <none>           <none>
    
    # kubectl describe pod web-demo-6dc98db94c-xt97m
    
    Events:
      Type     Reason     Age                    From               Message
      ----     ------     ----                   ----               -------
      Normal   Scheduled  10m                    default-scheduler  Successfully assigned default/web-demo-6dc98db94c-xt97m to node1
      Warning  Unhealthy  2m22s (x2 over 2m32s)  kubelet, node1     Liveness probe failed:              #活性探针检查失败
      Normal   Killing    2m22s                  kubelet, node1     Container web-demo failed liveness probe, will be restarted
      Normal   Pulling    112s (x2 over 10m)     kubelet, node1     Pulling image "hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest"
      Normal   Pulled     111s (x2 over 10m)     kubelet, node1     Successfully pulled image "hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest"
      Normal   Created    111s (x2 over 10m)     kubelet, node1     Created container web-demo
      Normal   Started    111s (x2 over 10m)     kubelet, node1     Started container web-demo

说明配置的检查命令没问题，当应用进程运行时检查命令的返回结果为0，即判断为pod为健康状态。

*  `HTTP Get`示例：

通过获取网页来确保应用进程在容器中正常运行。当获取网页没问题时说明应用进程正常运行，否则说明应用进程没有运行。当应用进程没有运行时Kubernetes会重启pod。

# vim web-http.yaml

# kubectl apply -f web-http.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-68b658757-m25jg    1/1     Running       0          26s   172.10.2.194   node2   <none>           <none>
    web-demo-6dc98db94c-xt97m   1/1     Terminating   1          23m   172.10.4.103   node1   <none>           <none>
    
    # kubectl describe pod web-demo-68b658757-m25jg
    
    Liveness:       http-get http://:8080/examples/index.html delay=10s timeout=5s period=10s #success=1 #failure=2

Kubelet将调用容器内Web应用的web hook，如果返回的HTTP状态码在200~399之间，则认为容器运转正常，否则认为容器运转不正常。每进行一次HTTP健康检查都会访问一次指定的URL。

*  `TCP Socket`示例：

通过建立Socket连接来确保应用进程在容器中正常运行。当Socket连接没问题时说明应用进程正常运行，否则说明应用进程没有运行。当应用进程没有运行时Kubernetes会重启pod。

# vim web-tcp.yaml

# kubectl apply -f web-tcp.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-65dcb9f7db-7jnj2   1/1     Running       0          9s    172.10.5.236   node3   <none>           <none>
    web-demo-68b658757-m25jg    1/1     Terminating   0          10m   172.10.2.194   node2   <none>           <none>
    
    # kubectl describe pod web-demo-65dcb9f7db-7jnj2
    
    Liveness:       tcp-socket :8080 delay=10s timeout=5s period=10s #success=1 #failure=2

*  健康检查总结：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">探针类型</th> 
   <th align="center">说明</th> 
   <th align="center">通过健康检查标准</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">ExecAction</td> 
   <td align="center">container内部执行shell命令</td> 
   <td align="center">shell命令返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">TCPSocketAction</td> 
   <td align="center">通过container的IP、port执行tcp进行检查</td> 
   <td align="center">port是否打开</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">HTTPGetAction</td> 
   <td align="center">通过container的IP、port、path，用HTTP Get请求进行检查</td> 
   <td align="center">状态码200~399</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

建议：

1. 建议对全部服务同时设置 livenessProbe 和 readinessProbe 的健康检查。
    
    2. 通过TCP对端口检查形式（TCPSocketAction），仅适用于端口已关闭或进程停止情况。因为即使服务异常，只要端口是打开状态，健康检查仍然是通过的。
    
    3. 一般采用ExecAction自定义健康检查逻辑，或采用HTTP Get请求进行检查（HTTPGetAction）。
    
    4. 无论采用哪种类型的探针，建议设置检查服务（readiness）的时间短于检查容器（liveness）的时间，也可以将时间设置为一致。
       目的是故障服务先下线，如果过一段时间还无法自动恢复，那么根据重启策略，重启该container、或其他机器重新创建一个pod恢复故障服务。

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### 调度器Scheduler ###

当Scheduler通过API server的watch接口监听到新建Pod副本的信息后，它会检查所有符合该Pod要求的Node列表，开始执行Pod调度逻辑，调度成功后将Pod绑定到目标节点上。

Scheduler在整个系统中承担了承上启下的作用，承上是负责接收创建的新Pod，为安排一个落脚的地（Node）；启下是安置工作完成后，目标Node上的kubelet服务进程接管后继工作，负责Pod生命周期的后半生。

具体来说，Scheduler的作用是将待调度的Pod安装特定的调度算法和调度策略绑定到集群中的某个合适的Node上，并将绑定信息传给API server写入etcd中。整个调度过程中涉及三个对象，分别是：待调度的Pod列表，合适的Node列表，以及调度算法和策略。

*  调度流程：

1. 预选策略(predicate) 遍历nodelist，选择出符合要求的候选节点，Kubernetes内置了多种预选规则供用户选择。
    
    2. 优选策略(priority) 在选择出符合要求的候选节点中，采用优选规则计算出每个节点的积分，最后选择得分最高的。
    
    3. 选定(select)  如果最高得分有好几个节点，select就会从中随机选择一个节点。Pod与选中的节点绑定在一起。

*  调度方式：

节点选择器： nodeSelector、nodeName
    
    节点亲和性调度： nodeAffinity
    
    Pod亲和性调度：podAffinity
    
    Pod反亲和性调度：podAntiAffinity
    
    污点容忍调度：给node打上污点，只允许特定pod在其上运行

*  `nodeAffinity`示例：

`nodeAffinity`表示pod与node之间的亲和性。

# vim web-node.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
          affinity:
            nodeAffinity:               #node亲和性
              requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:               #必须满足的条件
                nodeSelectorTerms:
                - matchExpressions:             #匹配表达式
                  - key: beta.kubernetes.io/arch
                    operator: In
                    values:
                    - amd64
              preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:              #最好满足的条件
              - weight: 1 #权重
                preference:
                  matchExpressions:             #匹配表达式
                  - key: disktype
                    operator: NotIn
                    values:
                    - ssd

# kubectl label nodes node2 disktype=ssd
    
    # kubectl label nodes node3 disktype=ssd
    
    # kubectl apply -f web-node.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-59966976c-bj45q    1/1     Running       0          14s   172.10.4.104   node1   <none>           <none>
    web-demo-65dcb9f7db-7jnj2   1/1     Terminating   0          15m   172.10.5.236   node3   <none>           <none>

可以看到，因为node2和node3节点都有标签`disktype=ssd`，所以新pod更亲和node1节点，因此该pod在node1节点运行。

*  `podAffinity`示例：

`podAffinity`表示pod与pod之间的亲和性。

# vim web-pod.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
          affinity:
            podAffinity:                #pod亲和性
              requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
              - labelSelector:
                  matchExpressions:
                  - key: app
                    operator: In
                    values:
                    - web-demo
                topologyKey: kubernetes.io/hostname             #节点范围
              preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
              - weight: 100
                podAffinityTerm:
                  labelSelector:
                    matchExpressions:
                    - key: app
                      operator: In
                      values:
                      - web-demo-node
                  topologyKey: kubernetes.io/hostname

# kubectl apply -f web-pod.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-59966976c-bj45q    1/1     Terminating   0          14m   172.10.4.104   node1   <none>           <none>
    web-demo-758cccbcfc-4v8z2   1/1     Running       0          2s    172.10.4.105   node1   <none>           <none>

可以看到，因为pod亲和上面运行着web-demo的pod的节点，更亲和上面运行着web-demo-node的pod的节点，但这个pod不存在，因此新pod在node1节点运行。

*  `podAntiAffinity`示例：

`podAntiAffinity`表示pod与pod之间的反亲和性。

# vim web-antipod.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
          affinity:
            podAntiAffinity:                #pod反亲和性
              requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
              - labelSelector:
                  matchExpressions:
                  - key: app
                    operator: In
                    values:
                    - web-demo
                topologyKey: kubernetes.io/hostname
              preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
              - weight: 100
                podAffinityTerm:
                  labelSelector:
                    matchExpressions:
                    - key: app
                      operator: In
                      values:
                      - web-demo-node
                  topologyKey: kubernetes.io/hostname

# kubectl apply -f web-antipod.yaml 
    
    # kubectl get pods -o wide
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE     IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-5f9c6fb459-ctck4   1/1     Running       0          3s      172.10.2.195   node2   <none>           <none>
    web-demo-758cccbcfc-4v8z2   1/1     Terminating   0          8m53s   172.10.4.105   node1   <none>           <none>

可以看到，因为pod不亲和上面运行着web-demo的pod的节点，因此新pod在node2和node3节点之间随机选择一个节点运行。

当设置该pod不亲和运行着自己的节点时，如果replicas不为1，则每个节点只运行一个该pod。

*  污点容忍调度示例：

前面都是pod选择node，而污点调度是node选择的pod，污点就是定义在节点上的键值属性数据。主要作用是让节点拒绝pod，拒绝不合法node规则的pod。`taint`（污点）和 `toleration`（容忍）是相互配合的，可以用来避免pod被分配到不合适的节点上,每个节点上都可以应用一个或多个taint，这表示对于那些不能容忍这些taint的pod，是不会被该节点接受的。

污点行为（effect）：

NoSchedule 仅影响调度过程，对现存的pod不影响
    
    PreferNoSchedule 系统将尽量避免放置不容忍节点上污点的pod，但这不是必需的
    
    NoExecute 既影响调度过程，也影响现存的pod，不满足的pod将被驱逐

# kubectl taint node node3 gpu=true:NoSchedule
    
    # vim web-node.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 1
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
          affinity:
            nodeAffinity:
              requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
                nodeSelectorTerms:
                - matchExpressions:
                  - key: beta.kubernetes.io/arch
                    operator: In
                    values:
                    - amd64
              preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
              - weight: 1
                preference:
                  matchExpressions:
                  - key: disktype
                    operator: In
                    values:
                    - ssd

# kubectl apply -f web-node.yaml
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-5f9c6fb459-ctck4   1/1     Terminating   0          18m   172.10.2.195   node2   <none>           <none>
    web-demo-8df95f56d-bwv77    1/1     Running       0          10s   172.10.4.106   node1   <none>           <none>

可以看到，按亲和性来说，新的pod应该运行在node3上，但因为node3有污点，而新的pod没有配置污点容忍，所以新的pod无法运行在node3上。

接下来配置污点容忍，

# vim web-node.yaml

# kubectl apply -f web-node.yaml
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE    IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-68b65c8579-hgn8l   1/1     Running       0          2s     172.10.5.237   node3   <none>           <none>
    web-demo-8df95f56d-bwv77    1/1     Terminating   0          6m9s   172.10.4.106   node1   <none>           <none>

可以看到，配置了污点容忍之后，新的pod可以运行在node3节点之上。

当然，污点容忍只是容忍污点，当pod的replicas不为1时，并不是所有的pod都运行在有污点的node上。

另外，取消污点：

# kubectl taint node node3 gpu-

--------------------

### 部署策略 ###

常见的部署策略：

重建部署：  版本A下线后版本B上线
    
    滚动部署（滚动更新或者增量发布）：  版本B缓慢更新并替代版本A
    
    蓝绿部署：  版本B并行与版本A发布，然后流量切换到版本B
    
    金丝雀部署：    版本B向一部分用户发布，然后完全放开

*  重建部署示例：

重建部署是一个冗余的方式，它包含下线版本A，然后部署版本B。这个方式意味着服务的宕机时间依赖于应用下线和启动耗时，对用户影响很大。

# vim web-recreate.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      strategy:
        type: Recreate              #重建部署
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 3
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
            livenessProbe:
              tcpSocket:
                port: 8080
              initialDelaySeconds: 20
              periodSeconds: 10
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5
            readinessProbe:
              httpGet:
                path: /examples/index.html
                port: 8080
                scheme: HTTP
              initialDelaySeconds: 10
              periodSeconds: 5
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5

# kubectl apply -f web-recreate.yaml
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-68b65c8579-hgn8l   1/1     Terminating   0          19m   172.10.5.237   node3   <none>           <none>
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-5ff7d6c7d6-5ssll   0/1     Running   0          4s    172.10.2.196   node2   <none>           <none>
    web-demo-5ff7d6c7d6-nv27k   0/1     Running   0          4s    172.10.4.107   node1   <none>           <none>
    web-demo-5ff7d6c7d6-thddv   0/1     Running   0          4s    172.10.5.238   node3   <none>           <none>

可以看到，重建策略是先停止后启动。

*  滚动部署示例：

滚动部署策略是指通过逐个替换应用的所有实例，来缓慢发布应用的一个新版本。

# vim web-rollingupdate.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-demo
    spec:
      strategy:
        rollingUpdate:
          maxSurge: 25%             #最大启动的实例数量百分比
          maxUnavailable: 25%               #最大不可用的实例数量百分比
        type: RollingUpdate             #滚动部署
      selector:
        matchLabels:
          app: web-demo
      replicas: 4
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-demo
        spec:
          containers:
          - name: web-demo
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:release
            ports:
            - containerPort: 8080
            livenessProbe:
              tcpSocket:
                port: 8080
              initialDelaySeconds: 20
              periodSeconds: 10
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5
            readinessProbe:
              httpGet:
                path: /examples/index.html
                port: 8080
                scheme: HTTP
              initialDelaySeconds: 10
              periodSeconds: 5
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5

k8s的deployment默认部署方式就是滚动部署，上面滚动部署的参数也是默认参数，参数除了可以是百分比之外还可以是整数。

# kubectl apply -f web-rollingupdate.yaml
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS              RESTARTS   AGE     IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-5ff7d6c7d6-5ssll   1/1     Running             0          27m     172.10.2.196   node2   <none>           <none>
    web-demo-5ff7d6c7d6-nv27k   1/1     Running             0          27m     172.10.4.107   node1   <none>           <none>
    web-demo-5ff7d6c7d6-thddv   1/1     Running             0          27m     172.10.5.238   node3   <none>           <none>
    web-demo-5ff7d6c7d6-xbdv6   1/1     Terminating         0          2m27s   172.10.4.108   node1   <none>           <none>
    web-demo-745cf4796-66jxh    0/1     Running             0          4s      172.10.5.239   node3   <none>           <none>
    web-demo-745cf4796-zg7pm    0/1     ContainerCreating   0          4s      <none>         node1   <none>           <none>
    
    # kubectl get pod -o wide
    
    NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-demo-745cf4796-66jxh   1/1     Running   0          77s   172.10.5.239   node3   <none>           <none>
    web-demo-745cf4796-j2lkd   1/1     Running   0          63s   172.10.2.197   node2   <none>           <none>
    web-demo-745cf4796-qw7xx   1/1     Running   0          63s   172.10.4.110   node1   <none>           <none>
    web-demo-745cf4796-zg7pm   1/1     Running   0          77s   172.10.4.109   node1   <none>           <none>

先创建一个新的pod，然后停止一个之前的pod，重复此过程直到所有的pod替换完毕。

当新版本存在问题时，可以回滚版本：

# kubectl rollout undo deployment web-demo

*  蓝绿部署：

蓝绿部署与滚动部署不同，版本B（绿）同等数量的被并排部署在版本A（蓝）旁边。当新版本满足上线条件的测试后，流量在负载均衡层从版本A切换到版本B。

# vim web-deploy-blue.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      strategy:
        rollingUpdate:
          maxSurge: 25%
          maxUnavailable: 25%
        type: RollingUpdate             #滚动部署
      selector:
        matchLabels:
          app: web-blue
      replicas: 4
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-blue
            version: v1.0               #版本标签
        spec:
          containers:
          - name: web-blue
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/springboot-web:latest
            ports:
            - containerPort: 8080
            livenessProbe:
              tcpSocket:
                port: 8080
              initialDelaySeconds: 20
              periodSeconds: 10
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5
            readinessProbe:
              httpGet:
                path: /hello?name=linux
                port: 8080
                scheme: HTTP
              initialDelaySeconds: 10
              periodSeconds: 5
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5

# vim web-svc.yaml

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      ports:
      - port: 80
        protocol: TCP
        targetPort: 8080
      selector:
        app: web-blue
        version: v1.0               #匹配版本标签的pod
      type: ClusterIP
    ---
    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Ingress
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      rules:
      - host: web.lzxlinux.cn
        http:
          paths:
          - path: /
            backend:
              serviceName: web-blue
              servicePort: 80

# kubectl apply -f web-deploy-blue.yaml
    
    # kubectl apply -f web-svc.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                        READY   STATUS        RESTARTS   AGE    IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-blue-6b9bd7468c-2c8mh   1/1     Running       0          23s    172.10.2.203   node2   <none>           <none>
    web-blue-6b9bd7468c-7mpxx   1/1     Running       0          34s    172.10.5.245   node3   <none>           <none>
    web-blue-6b9bd7468c-bwzpt   1/1     Running       0          35s    172.10.4.115   node1   <none>           <none>
    web-blue-6b9bd7468c-qb52h   1/1     Running       0          18s    172.10.4.116   node1   <none>           <none>
    
    # echo "192.168.1.54 web.lzxlinux.cn" >> /etc/hosts
    
    # while sleep 2; do curl "http://web.lzxlinux.cn/hello?name=linux"; echo ""; done
    
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!

服务访问没有问题，接下来通过蓝绿部署进行版本升级。创建新的deployment，

# vim web-deploy-green.yaml

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-blue-v2
    spec:
      strategy:
        rollingUpdate:
          maxSurge: 25%
          maxUnavailable: 25%
        type: RollingUpdate
      selector:
        matchLabels:
          app: web-blue
      replicas: 4
      template:
        metadata:
          labels:
            app: web-blue
            version: v2.0               #版本更改
        spec:
          containers:
          - name: web-blue
            image: hub.lzxlinux.cn/kubernetes/web:latest                #镜像更改
            ports:
            - containerPort: 8080
            livenessProbe:
              tcpSocket:
                port: 8080
              initialDelaySeconds: 20
              periodSeconds: 10
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5
            readinessProbe:
              httpGet:
                path: /k8s?name=linux
                port: 8080
                scheme: HTTP
              initialDelaySeconds: 10
              periodSeconds: 5
              failureThreshold: 2
              successThreshold: 1
              timeoutSeconds: 5

# kubectl apply -f web-deploy-green.yaml
    
    # kubectl get pods -o wide
    
    NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
    web-blue-6b9bd7468c-2c8mh     1/1     Running   0          2m20s   172.10.2.203   node2   <none>           <none>
    web-blue-6b9bd7468c-7mpxx     1/1     Running   0          2m31s   172.10.5.245   node3   <none>           <none>
    web-blue-6b9bd7468c-bwzpt     1/1     Running   0          2m32s   172.10.4.115   node1   <none>           <none>
    web-blue-6b9bd7468c-qb52h     1/1     Running   0          2m15s   172.10.4.116   node1   <none>           <none>
    web-blue-v2-c4df64998-g6t6v   1/1     Running   0          26s     172.10.4.117   node1   <none>           <none>
    web-blue-v2-c4df64998-nstpm   1/1     Running   0          26s     172.10.2.204   node2   <none>           <none>
    web-blue-v2-c4df64998-tbzmp   1/1     Running   0          26s     172.10.5.246   node3   <none>           <none>
    web-blue-v2-c4df64998-zgmnm   1/1     Running   0          26s     172.10.2.205   node2   <none>           <none>

deployment部署成功，修改service，将流量切换到新版本，

# vim web-svc.yaml

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      ports:
      - port: 80
        protocol: TCP
        targetPort: 8080
      selector:
        app: web-blue
        version: v2.0               #匹配新的版本标签的pod
      type: ClusterIP
    ---
    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Ingress
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      rules:
      - host: web.lzxlinux.cn
        http:
          paths:
          - path: /
            backend:
              serviceName: web-blue
              servicePort: 80

# kubectl apply -f web-svc.yaml
    
    # while sleep 2; do curl "http://web.lzxlinux.cn/k8s?name=linux"; echo ""; done
    
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!

可以看到，访问结果与之前不同。

蓝绿部署不会下线旧版本，整个应用状态统一，一次切换。当新版本满足上线条件的测试后，切换流量到新版本即可；如果新版本出现问题，流量再切回旧版本即可。

*  金丝雀部署示例：

金丝雀部署是指逐渐将生产环境流量从版本A切换到版本B。通常流量是按比例分配的。例如90%的请求流向版本A，10%的流向版本B。

在上面蓝绿部署的基础上稍加更改即为金丝雀部署，

# vim web-svc.yaml

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      ports:
      - port: 80
        protocol: TCP
        targetPort: 8080
      selector:
        app: web-blue               #去掉版本标签，同时匹配新旧版本标签的pod
      type: ClusterIP
    ---
    apiVersion: extensions/v1beta1
    kind: Ingress
    metadata:
      name: web-blue
    spec:
      rules:
      - host: web.lzxlinux.cn
        http:
          paths:
          - path: /
            backend:
              serviceName: web-blue
              servicePort: 80

# kubectl apply -f web-svc.yaml
    
    # while sleep 2; do curl "http://web.lzxlinux.cn/k8s?name=linux"; echo ""; done
    
    { "timestamp":"2019-11-29T06:32:58.421+0000","status":404,"error":"Not Found","message":"No message available","path":"/k8s"}
    { "timestamp":"2019-11-29T06:33:00.540+0000","status":404,"error":"Not Found","message":"No message available","path":"/k8s"}
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    { "timestamp":"2019-11-29T06:33:10.697+0000","status":404,"error":"Not Found","message":"No message available","path":"/k8s"}
    Hello linux! This is my dubbo service! This is the Web Service CI/CD!
    
    # while sleep 2; do curl "http://web.lzxlinux.cn/hello?name=linux"; echo ""; done
    
    Hi linux! Cicd for the springboot-web-demo project in k8s!
    <!DOCTYPE html><html><head><title>Apache Tomcat/8.0.51 - Error report</title><style type="text/css">H1 { font-family:Tahoma,Arial,sans-serif;color:white;background-color:#525D76;font-size:22px;} H2 {font-family:Tahoma,Arial,sans-serif;color:white;background-color:#525D76;font-size:16px;} H3 {font-family:Tahoma,Arial,sans-serif;color:white;background-color:#525D76;font-size:14px;} BODY {font-family:Tahoma,Arial,sans-serif;color:black;background-color:white;} B {font-family:Tahoma,Arial,sans-serif;color:white;background-color:#525D76;} P {font-family:Tahoma,Arial,sans-serif;background:white;color:black;font-size:12px;}A {color : black;}A.name {color : black;}.line {height: 1px; background-color: #525D76; border: none;}</style> </head><body><h1>HTTP Status 404 - </h1><div class="line"></div><p><b>type</b> Status report</p><p><b>message</b> <u></u></p><p><b>description</b> <u>The requested resource is not available.</u></p><hr class="line"><h3>Apache Tomcat/8.0.51</h3></body></html>

这里因为其实是两个项目，所以需要切换url访问，不是那么直观，但结果和我们期望的是一致的。

通过金丝雀部署的方式，新旧版本可以同时访问。当轮询调度时，新旧版本的pod数量比例即流量分配比例。

--------------------

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