1. 课程导论与目标

1.1 集群升级背景：为什么升级是高风险操作？

Kubernetes 集群的版本升级是平台运维中最常见、也最具破坏性的操作之一。控制面组件（kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler）与节点组件（kubelet、kube-proxy）的版本变更，会直接影响到集群内所有工作负载的调度、网络连通性与资源管理。根据 CNCF 2024 年度调查，超过 68% 的集群故障事件与版本升级直接或间接相关。

升级过程中，kube-apiserver 的 API 版本废弃、kubelet 与 apiserver 之间的版本偏移（Version Skew Policy）、以及节点滚动升级期间的 Pod 重建，都会对 Deployment 管理的无状态应用产生不可预见的冲击。如果缺乏前置容量规划测试，升级后可能出现：

• Pod 调度失败：节点资源标签或污点变更导致调度器无法匹配。
• 版本漂移引发的配置不兼容：旧版 Deployment 引用了已废弃的 API 版本。
• 突发资源争抢：升级期间节点不可用导致剩余节点过载。

1.2 版本漂移概念：什么是 Deployment 版本漂移？

版本漂移（Version Drift）是指在集群升级过程中，由于控制面与节点、或不同节点之间的组件版本不一致，导致 Deployment 的 Pod 在调度、启动、运行阶段出现行为差异的现象。它通常表现为以下三种形态：

1.3 容量规划测试的重要性：从被动救火到主动防御

容量规划测试（Capacity Planning Test）是指在集群升级前，通过模拟升级后的资源约束、版本配置和调度策略，对现有 Deployment 的副本数、资源请求/限制、Pod 分布进行压力验证的过程。它的核心价值体现在三个维度：

1. 风险前置：在测试环境复现升级后的版本漂移场景，提前发现 API 兼容性问题和调度冲突。
2. 资源量化：计算升级期间节点不可用导致的“有效容量”下降，判断是否需要临时扩容或调整 PDB（PodDisruptionBudget）。
3. 回滚基线：通过测试建立升级前的容量基线，升级后若出现异常可快速对比定位。

1.4 本课程学习目标

通过本课程，你将掌握一套完整的 “升级前 Deployment 版本漂移容量规划测试” 方法论与实操技能。具体目标如下：

1.5 适用人群与前置知识

本课程面向以下角色：

• SRE / 平台工程师：负责集群日常运维与版本升级，需要降低变更风险。
• Kubernetes 集群管理员：管理多集群环境，需要制定标准化的升级前测试流程。
• 容量规划专家：关注集群资源利用率与成本优化，需要量化升级对容量的影响。

前置知识要求：

• 熟悉 Kubernetes 基本概念（Pod、Deployment、Node、kubelet）。
• 了解 kubectl 常用命令与 YAML 配置。
• 具备基础的 Linux 命令行与 Shell 脚本能力。