Kubernetes Deployment 扩容与缩容详解

基本概念

Deployment 的扩容（Scaling Up）和缩容（Scaling Down）是指调整 Deployment 管理的 Pod 副本数量，以满足应用负载需求变化。

扩容操作

1. 命令式扩容

kubectl scale deployment/<deployment-name> --replicas=<desired-number>

示例：将名为 nginx 的 Deployment 扩展到 5 个副本

kubectl scale deployment/nginx --replicas=5

2. 声明式扩容

修改 YAML 文件中的 replicas 字段后应用：

spec:
  replicas: 5

然后执行：

kubectl apply -f deployment.yaml

缩容操作

1. 命令式缩容

kubectl scale deployment/<deployment-name> --replicas=<desired-number>

示例：将名为 nginx 的 Deployment 缩减到 2 个副本

kubectl scale deployment/nginx --replicas=2

2. 声明式缩容

同样通过修改 YAML 文件的 replicas 字段实现。

自动扩缩容（HPA）

Horizontal Pod Autoscaler 可根据 CPU/内存等指标自动调整副本数：

1. 创建 HPA

kubectl autoscale deployment/<deployment-name> --min=<min-replicas> --max=<max-replicas> --cpu-percent=<target-utilization>

示例：根据 CPU 使用率（目标50%）自动缩放，副本数在2-10之间

kubectl autoscale deployment/nginx --min=2 --max=10 --cpu-percent=50

2. 查看 HPA 状态

kubectl get hpa

扩缩容过程详解

1. 扩容流程：
   • Deployment 控制器检测到期望副本数增加
   • 创建新的 Pod 并调度到合适节点
   • 新 Pod 通过就绪检查后开始接收流量
2. 缩容流程：
   • Deployment 控制器检测到期望副本数减少
   • 选择要终止的 Pod（考虑 Pod 就绪状态、运行时间等因素）
   • 优雅终止选中的 Pod（发送 SIGTERM 信号）

关键参数与策略

1. 优雅终止周期：

   spec:
     template:
       spec:
         terminationGracePeriodSeconds: 30  # 默认30秒
   

2. 缩容选择策略（Kubernetes 1.20+）：

   spec:
     scaleDown:
       policy:
       - type: Pods
         value: 1  # 每次缩容最多删除1个Pod
         periodSeconds: 60  # 每60秒执行一次
   

状态验证命令

1. 查看 Deployment 状态：

   kubectl get deployment <deployment-name>
   

2. 查看 Pod 详情：

   kubectl get pods -l app=<app-label>
   

3. 查看扩缩容事件：

   kubectl describe deployment <deployment-name>
   

可优化点

1. 渐进式扩缩容：

   • 避免短时间内大幅增减副本数
   • 考虑使用 kubectl scale --current-replicas 进行条件缩放

2. 就绪检查配置：

   readinessProbe:
     httpGet:
       path: /health
       port: 8080
     initialDelaySeconds: 5
     periodSeconds: 5
   

3. 资源限制设置：

   resources:
     requests:
       cpu: "100m"
       memory: "256Mi"
     limits:
       cpu: "500m"
       memory: "512Mi"
   

4. 多区域考虑：

   • 使用 Pod 反亲和性规则分散 Pod
   • 考虑拓扑分布约束

扩缩容与更新关系

• 扩容不会触发更新，只是增加现有版本的 Pod 数量
• 缩容会优先终止旧版本的 Pod（在滚动更新过程中）
• 更新过程中可以同时进行扩缩容操作