面试题：容器化中Kubernetes滚动更新机制的基础原理是什么

Question

请详细阐述Kubernetes滚动更新机制在后端开发容器化场景下的基本原理，包括涉及到的主要组件和工作流程。

Answer 1

基本原理

Kubernetes滚动更新机制允许在不中断服务的情况下，逐步将旧版本的容器替换为新版本。它通过控制Pod的创建和销毁速率，实现新旧版本的平稳过渡。在后端开发容器化场景下，滚动更新能确保应用在更新过程中持续可用，减少对用户的影响。

主要组件

1. Deployment：用于管理Pod和ReplicaSet，定义了Pod的期望状态，包括副本数量、容器镜像版本等。它是实现滚动更新的核心资源对象。
2. ReplicaSet：确保指定数量的Pod副本始终处于运行状态。Deployment通过创建和管理ReplicaSet来控制Pod的数量和版本。
3. kube - controller - manager：集群的控制中心，包含多个控制器，其中Deployment Controller负责处理Deployment的更新操作，监控实际状态与期望状态的差异，并进行调整。

工作流程

1. 更新定义：用户通过修改Deployment的配置，如容器镜像版本，来触发滚动更新。例如，kubectl set image deployment/my - app my - app=my - app:v2，将my - app Deployment中my - app容器的镜像更新为v2版本。
2. 创建新的ReplicaSet：Deployment Controller根据更新后的配置创建一个新的ReplicaSet，该ReplicaSet使用新的容器镜像。
3. 逐步替换旧Pod：Deployment Controller开始逐步增加新ReplicaSet中的Pod数量，同时减少旧ReplicaSet中的Pod数量。每次增加和减少的Pod数量由maxSurge和maxUnavailable参数控制。
   • maxSurge：指定在滚动更新过程中，超出期望副本数的最大Pod数量。可以是具体数字或百分比，默认值为25%。例如，若期望副本数为4，maxSurge为25%，则更新过程中最多有5个Pod（4 + 1）。
   • maxUnavailable：指定在滚动更新过程中，不可用的最大Pod数量。同样可以是具体数字或百分比，默认值为25%。如期望副本数为4，maxUnavailable为25%，则更新过程中最多有1个Pod不可用。
4. 监控与验证：在滚动更新过程中，Kubernetes持续监控新Pod的健康状态，通过readinessProbe检查新Pod是否准备好接收流量。若新Pod健康检查失败，滚动更新会暂停，以便用户排查问题。只有当新Pod通过健康检查后，才会继续滚动更新。
5. 完成更新：当旧ReplicaSet中的Pod全部被替换为新ReplicaSet中的Pod时，滚动更新完成，应用成功升级到新版本。此时，旧的ReplicaSet会被保留，以便在需要时进行回滚操作。
6. 回滚操作：如果在更新过程中发现问题，可以使用kubectl rollout undo deployment/my - app命令回滚到上一个稳定版本。Deployment Controller会根据保留的旧ReplicaSet信息，将Pod恢复到之前的版本状态。