標準叢集升級

本頁說明 Google Kubernetes Engine (GKE) Standard 叢集的自動和手動升級作業，並提供相關工作和設定的詳細資訊連結。您可以根據這項資訊更新叢集，確保穩定性和安全性，同時盡量減少工作負載中斷情形。

如需叢集升級的一般總覽，請參閱「關於 GKE 叢集升級」。如要瞭解 Autopilot 專用的叢集升級作業，請參閱「Autopilot 叢集升級」。

叢集和節點集區升級的運作方式

本節將說明叢集在自動或手動升級期間的運作方式。如果是自動升級，則由 GKE 啟動自動升級。GKE 會監控所有 GKE 叢集的自動和手動升級作業，並在發現問題時介入處理。

如要升級叢集，GKE 會更新控制層和節點執行的版本。叢集會升級至較新的次要版本 (例如從 1.24 升級至 1.25)，或是較新的修補程式版本 (例如從 1.24.2-gke.100 升級至 1.24.5-gke.200)。詳情請參閱「GKE 版本管理和支援服務」。

如果叢集已註冊發布版本，節點會執行與叢集相同的 GKE 版本，但完成叢集控制層升級和開始節點集區升級之間的一小段時間 (通常為幾天，視目前版本而定)，或手動升級控制層時除外。詳情請參閱「版本資訊」。

叢集升級

本節將說明 GKE 自動升級叢集或您手動啟動升級時，可能發生的情況。

• 區域叢集只有一個控制層。升級期間，工作負載會繼續執行，但您無法部署新工作負載、修改現有工作負載，或對叢集設定進行其他變更，直到升級完成為止。

• 區域叢集具有多個控制層副本，但一次只會升級一個副本，升級順序不一定。升級期間，叢集仍維持高可用性，只有在升級時，每個控制層副本才會無法使用。

如果您設定維護期間或排除時段，系統會盡可能遵守。

節點集區升級

本節將說明 GKE 自動升級節點集區，或您啟動手動節點集區升級時，會發生哪些情況。

GKE 會自動升級叢集中的節點集區，一次升級一個。或者，您也可以手動平行升級一或多個節點集區。根據預設，節點集區中的節點會一次升級一個，順序不限。在跨多個區域的節點集區中，升級作業會逐一在各個區域進行。在可用區內，節點會以未定義的順序升級。

透過 GKE 節點集區升級，您可以選擇兩種可設定的內建升級策略，根據叢集環境的需求調整升級程序。如要進一步瞭解節點數擴充和藍綠升級策略，請參閱「升級策略」。

節點集區升級期間，您無法變更叢集設定，除非取消升級。

GKE 會盡可能在自動升級期間，遵守維護期間和排除項目。手動升級會略過您設定的維護期間和排除項目。

節點升級方式

在節點集區升級期間，節點的升級方式取決於節點集區升級策略和設定方式。不過，基本步驟仍維持不變。如要升級節點，GKE 會從節點移除 Pod，以便升級。

節點升級時，Pod 會發生下列情況：

1. 節點已設為封鎖，因此 Kubernetes 不會將新 Pod 排程至該節點。
2. 接著，系統會清空節點，也就是移除 Pod。在突波升級期間，GKE 最多會遵循 Pod 的 PodDisruptionBudget 和 GracefulTerminationPeriod 設定一小時。採用藍綠升級策略時，如果設定較長的浸泡時間，這個時間可以延長。
3. 控制層會將控制器管理的 Pod 重新排程到其他節點。 無法重新排程的 Pod 會停留在 Pending 階段，直到可以重新排程為止。

視升級策略、節點數量和工作負載設定而定，節點集區升級程序可能需要幾小時。

影響節點升級時間的注意事項

可能導致節點升級時間變長的設定包括：

• Pod 設定中的 terminationGracePeriodSeconds 值偏高。
• 保守的 Pod disruption budget。
• 節點相依性互動。
• 已連結的 PersistentVolumes。

節點升級策略

GKE 提供內建的可設定策略，決定節點集區的升級方式。如要進一步瞭解使用節點升級策略的變更類型，請參閱「GKE 何時使用大量升級」和「GKE 何時使用藍綠升級」。

節點數擴充升級

根據預設，節點集區升級會使用大量升級策略。升級節點時，突波升級會採用輪流升級法。這項策略最適合可處理漸進式非中斷變更的應用程式。採用這項策略時，節點會在滾動式時間範圍內升級。您可以透過這些設定變更一次可升級的節點數量，以及升級作業的干擾程度，找出最符合環境需求的升級速度和干擾程度。

藍綠升級

另一種做法是藍綠升級，同時維護兩組環境 (原始環境和新環境)，盡可能簡化回溯程序。藍綠部署需要更多資源，適合對變更較為敏感的應用程式。採用這項策略時，工作負載會從原始的「藍色」環境逐步遷移至新的「綠色」環境，並經過一段時間的測試，以驗證新設定。如有需要，工作負載可快速回復至現有的「藍色」環境。

如要進一步瞭解節點升級策略的運作方式，請參閱「節點升級策略」。

節點升級策略的資源需求

如果 maxSurge 設為大於 0，節點數擴充升級功能會建立額外節點；藍綠升級功能則會暫時將節點集區中的節點數量加倍。這需要額外資源，因此會受到 Compute Engine 配額、資源可用性和預留容量的限制。如果節點集區的資源不足，升級作業可能需要較長時間，或甚至會失敗。

如要進一步瞭解如何確保專案有足夠的資源可供節點升級，以及環境資源不足時該怎麼做，請參閱「確保節點升級有足夠的資源」。

自動升級

建立標準叢集時，系統預設會為叢集及其節點集區啟用自動升級功能。

GKE 負責保護叢集的控制層安全，並在選取自動升級時升級叢集。基礎架構安全是 GKE 的首要任務，因此控制層會定期升級，且無法停用。不過，您可以套用維護期間和排除時段，暫時停止升級控制層和節點。

根據 GKE 共同責任模式，您負責保護節點、容器和 Pod。節點自動升級功能預設為啟用。雖然不建議這麼做，但您可以停用節點自動升級功能。選擇停用節點自動升級功能，不會阻礙叢集控制層升級。如果停用節點自動升級功能，您應確保叢集節點執行的版本與叢集的版本相容，且版本符合 GKE 版本差異政策。

如要進一步控管自動升級的時間 (或禁止自動升級)，可以設定維護期間和排除的時段。

叢集的節點集區版本最多只能比控制層版本落後兩個次要版本，才能維持與叢集 API 的相容性。節點集區版本也會決定每個節點上安裝的軟體套件版本。建議將節點集區更新至叢集版本。

如果叢集註冊於發布版本，節點一律會執行與叢集相同的 GKE 版本，但完成叢集控制層升級，並開始升級特定節點集區之間，會有短暫的期間 (通常為幾天，視目前發布版本而定)。詳情請參閱版本資訊。

如何選取自動升級的版本

GKE 會定期發布新版本，但不會立即選取版本進行自動升級。當 GKE 版本累積足夠的叢集使用量，證明長期穩定性後，GKE 會將該版本選為執行舊版子集的叢集自動升級目標。如要取得特定叢集的自動升級目標，請參閱「取得叢集升級相關資訊」。

版本資訊會公布新的自動升級目標版本。在選取可用版本進行自動升級前，您可以手動升級。有時，系統會在不同週選取叢集自動升級和節點自動升級的版本。

新次要版本正式發布後不久，最舊的次要版本通常就會停止支援。如果叢集執行的子版本不再受支援，系統會自動升級至下一個子版本。

在子版本 (例如 v1.14.x) 中，叢集可以自動升級至新的修補程式版本。

發布版本可讓您根據版本的穩定性控管叢集和節點集區版本，而非直接管理版本。

影響版本推出時間的因素

為確保新版叢集的穩定性和可靠性，GKE 會在推出新版本時遵循特定做法。

這類做法包括但不限於：

• GKE 會逐步在各個 Google Cloud地區和可用區推出變更。
• GKE 會透過發布版本，逐步推出修補程式版本。修補程式會在「快速版」發布管道中經過一段時間的測試，然後在「一般版」發布管道中經過一段時間的測試，累積使用量並持續展現穩定性後，才會升級至「穩定版」發布管道。如果在發布管道的浸泡期間發現修補程式版本有問題，該版本就不會升級至下一個管道，且問題會在較新的修補程式版本中修正。
• GKE 會逐步推出子版本，並採用與修補程式版本類似的浸泡程序。次要版本會導入更重大的變更，因此浸泡期較長。
• 如果新版本會影響一組叢集，GKE 可能會延後自動升級。舉例來說，如果 GKE 偵測到叢集使用已淘汰的 API 或功能，且這些項目會在下一個子版本中移除，就會暫停叢集的自動升級作業。
• 為確保業務持續運作，GKE 可能會在尖峰時段 (例如重大節慶) 延後推出新版本。

設定自動升級的發生時間

根據預設，系統會隨時自動升級，確保基礎架構安全無虞。自動升級的干擾程度最低，尤其是區域叢集。不過，部分工作負載可能需要更精細的控制。您可以設定維護期間和排除項目，管理自動升級作業的執行時間。

手動升級

您可以隨時要求手動升級叢集或節點集區至可用的相容版本。手動升級會略過所有已設定的維護期間和維護排除項目。

手動升級叢集時，叢集的可用性取決於叢集是否為區域叢集：

• 區域叢集：升級期間無法使用控制層。在大多數情況下，工作負載會正常執行，但升級期間無法修改。

• 對於區域叢集，控制層的一個副本會在升級時無法使用，但叢集在升級期間仍維持高可用性。

您可以手動啟動節點升級，升級至與控制層相容的版本。

GKE 如何處理自動升級失敗

節點集區自動升級可能會因基礎 Compute Engine 執行個體或 Kubernetes 發生問題而失敗。舉例來說，在下列情況下，自動升級會失敗：

• 您設定的 maxSurge 超出 Compute Engine 資源配額。
• 新湧現節點未向叢集控制層註冊。
• 節點排空或刪除時間過長。

如果個別節點升級時發生問題，GKE 會重試升級幾次，每次重試的間隔會越來越長。如果節點集區中的節點無法升級，GKE 不會復原升級的節點。GKE 會再次嘗試自動升級節點集區，直到所有節點都成功升級為止。

如果節點升級失敗，是因為節點數擴充要求超出 Compute Engine 配額，GKE 會減少並行節點數擴充數量，嘗試符合配額並繼續升級。

接收升級通知

GKE 會將叢集相關事件 (例如版本升級和安全性公告) 的通知發布至 Pub/Sub，您可以透過這個管道接收 GKE 發送的叢集相關資訊。

詳情請參閱「接收叢集通知」。

檢查升級記錄

根據預設，GKE 會將控制層和節點集區升級事件記錄到 Cloud Logging。升級事件記錄可讓您瞭解升級程序，並提供實用資訊，方便您視需要排解問題。

控制層升級記錄

您可以使用下列篩選條件查詢叢集升級事件：

resource.type="gke_cluster"
protoPayload.metadata.operationType=~"(UPDATE_CLUSTER|UPGRADE_MASTER)"
resource.labels.cluster_name="CLUSTER_NAME"

這些記錄會以結構化記錄格式記錄。您可以透過下列欄位取得升級事件的詳細資料：

節點集區升級記錄

使用下列查詢查看節點集區升級事件：

resource.type="gke_nodepool"
protoPayload.metadata.operationType="UPGRADE_NODES"
resource.labels.cluster_name="CLUSTER_NAME"

使用下列欄位，瞭解升級事件的詳細資料：

protoPayload.methodName 欄位會顯示升級是手動或自動觸發，如下所示。

• google.container.v1.ClusterManager.UpdateNodePool：手動升級節點集區
• google.container.internal.ClusterManagerInternal.UpdateClusterInternal：自動升級節點集區

元件升級

GKE 會在工作站節點上執行系統工作負載，以支援叢集的特定功能。舉例來說，gke-metadata-server 系統工作負載支援 Workload Identity Federation for GKE。GKE 會負責這些工作負載的健康狀態。如要進一步瞭解這些元件，請參閱相關功能的說明文件。

如果元件推出新功能或修正內容，GKE 會指出包含這些項目的修補程式版本。如要取得元件的最新版本，請參閱相關說明文件或版本說明，瞭解如何將控制層或節點升級至適當版本。

後續步驟

• 進一步瞭解叢集設定選項。
• 進一步瞭解如何升級叢集或節點。
• 設定維護期間和排除時段。
• 瞭解如何使用推出作業排序功能，管理各環境的叢集自動升級作業。
• 升級叢集的最佳做法。
• 觀看「GKE 叢集升級：確保 GKE 叢集穩定性、安全性和效能的最佳做法」