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Rolling Updates et Rollbacks Kubernetes : mises à jour progressives

65 min de lecture

logo kubernetes

Comment mettre à jour une application en production avec un risque d'interruption minimal ? Kubernetes propose les rolling updates : vos nouveaux Pods démarrent progressivement pendant que les anciens sont supprimés. Si quelque chose se passe mal, un rollback déclenche un nouveau déploiement vers une révision précédente.

Ce guide vous montre comment configurer des mises à jour progressives fiables et revenir en arrière si nécessaire.

Prérequis : Deployments Kubernetes et kubectl configuré.

  • Déclencher une rolling update avec kubectl set image ou en modifiant le manifeste
  • Suivre la progression avec kubectl rollout status
  • Configurer la stratégie de déploiement (maxSurge, maxUnavailable)
  • Détecter un rollout bloqué avec progressDeadlineSeconds
  • Effectuer un rollback vers une version précédente
  • Consulter et annoter l'historique des révisions

Un Deployment ne pilote pas directement les Pods : il crée un ReplicaSet, l'objet qui maintient un nombre donné de copies identiques. Une mise à jour ne modifie donc jamais les Pods existants, elle fait cohabiter deux ReplicaSets le temps du basculement. Le contrôleur ajuste le compteur de réplicas de chacun jusqu'à ce que l'ancien tombe à zéro.

Quand vous modifiez le Pod template (.spec.template) d'un Deployment, Kubernetes :

  1. Crée un nouveau ReplicaSet pour la nouvelle version
  2. Augmente progressivement le nouveau ReplicaSet
  3. Attend que les nouveaux Pods deviennent Ready, puis Available (si minReadySeconds est défini)
  4. Réduit l'ancien ReplicaSet au fur et à mesure
  5. Considère le rollout complet quand toutes les nouvelles réplicas sont disponibles et qu'aucune ancienne ne tourne

Trois façons d'obtenir le même résultat, qui diffèrent par ce qu'elles laissent derrière elles. Les deux méthodes impératives (set image et edit) modifient l'objet dans le cluster sans toucher à vos fichiers : votre dépôt Git ne reflète plus la réalité tant que vous ne l'avez pas mis à jour. La méthode déclarative reste la seule cohérente avec une gestion en GitOps.

La façon la plus rapide de mettre à jour l'image :

Fenêtre de terminal
kubectl set image deployment/mon-app conteneur=image:nouvelle-version

Exemple :

Fenêtre de terminal
kubectl set image deployment/nginx-rolling nginx=nginx:1.25

Changez l'image dans votre fichier YAML :

deployment.yaml
spec:
template:
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.25 # Anciennement 1.24

Puis appliquez :

Fenêtre de terminal
kubectl apply -f deployment.yaml

kubectl edit ouvre le manifeste courant dans l'éditeur défini par la variable KUBE_EDITOR ou EDITOR, et applique la modification à l'enregistrement du fichier.

Fenêtre de terminal
kubectl edit deployment/mon-app

Modifiez l'image dans l'éditeur qui s'ouvre, puis sauvegardez.

Trois niveaux d'observation répondent à trois questions différentes : le rollout avance-t-il, quels Pods sont concernés, et où en sont les deux ReplicaSets. Commencez par le premier, descendez aux suivants seulement si quelque chose bloque.

La commande reste attachée au terminal et affiche une ligne à chaque progression, jusqu'à la fin du rollout ou son échec :

Fenêtre de terminal
kubectl rollout status deployment/nginx-rolling

Sortie :

Waiting for deployment "nginx-rolling" rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-rolling" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
deployment "nginx-rolling" successfully rolled out

L'option -w (watch) laisse la commande ouverte et affiche une nouvelle ligne à chaque changement d'état, ce qui rend visible le remplacement en direct :

Fenêtre de terminal
kubectl get pods -l app=nginx-rolling -w

Vous verrez les nouveaux Pods apparaître (ContainerCreatingRunning) et les anciens disparaître (Terminating).

C'est la vue la plus parlante pour comprendre un rollout : chaque révision correspond à un ReplicaSet distinct, et la colonne DESIRED montre où en est le transfert de réplicas de l'un vers l'autre.

Fenêtre de terminal
kubectl get rs -l app=nginx-rolling

Sortie :

NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-rolling-64757d479 0 0 0 5m # Ancien
nginx-rolling-7bf8c77b47 3 3 3 30s # Nouveau

L'ancien ReplicaSet reste (DESIRED=0) pour permettre un rollback.

Le rythme du remplacement se règle dans .spec.strategy, et l'arbitrage est toujours le même : plus vous acceptez de Pods indisponibles, plus la mise à jour est rapide ; plus vous exigez de disponibilité, plus il faut de ressources libres dans le cluster. Deux paramètres suffisent à décrire ce compromis, complétés par deux garde-fous temporels.

Ce manifeste regroupe les quatre réglages qui gouvernent un rollout, avec la readinessProbe sans laquelle aucun d'eux n'a de sens :

deployment-strategy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-rolling
spec:
replicas: 4
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxSurge: 1 # Combien de Pods en plus pendant l'update
maxUnavailable: 1 # Combien de Pods peuvent être indisponibles
progressDeadlineSeconds: 600 # Timeout pour détecter un rollout bloqué
minReadySeconds: 10 # Attendre 10s après Ready avant de continuer
selector:
matchLabels:
app: nginx-rolling
template:
metadata:
labels:
app: nginx-rolling
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.25
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 80
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 3

Ces deux valeurs s'expriment en nombre entier de Pods ou en pourcentage du champ replicas. maxSurge est arrondi à l'entier supérieur, maxUnavailable à l'entier inférieur. Elles ne peuvent pas valoir zéro toutes les deux : le rollout n'aurait alors aucun moyen de progresser, et l'API rejette le manifeste.

ParamètreValeur par défautDescription
maxSurge25%Nombre de Pods supplémentaires créés pendant l'update (au-delà de replicas)
maxUnavailable25%Nombre maximal de Pods pouvant être indisponibles pendant l'update

maxUnavailable contrôle combien de Pods peuvent être indisponibles (pas juste "non-Running"). Un Pod peut être Running sans être Ready ni Available, c'est la disponibilité qui compte, pas l'état Running.

ValeurEffet
maxUnavailable: 11 Pod peut être indisponible pendant l'update
maxUnavailable: 25%25% des Pods peuvent être indisponibles (arrondi à l'inférieur)
maxUnavailable: 0Aucun Pod ne doit devenir indisponible, rollout plus prudent mais plus lent

Deux réglages opposés, à choisir selon ce que vous pouvez sacrifier. Le premier remplace la moitié de la flotte d'un coup et convient à un environnement de recette ; le second ne retire jamais un Pod avant d'en avoir un nouveau prêt, au prix d'une capacité supplémentaire à mobiliser pendant toute la durée de l'opération.

Mise à jour rapide (priorité à la vitesse) :

strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 50%
maxUnavailable: 50%

Mise à jour prudente (priorité à la disponibilité) :

strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 0

Un rollout qui n'aboutit pas ne s'annule pas tout seul : les anciens Pods continuent de servir le trafic et le Deployment reste indéfiniment en cours. Sans minuteur, personne ne s'en aperçoit avant la prochaine consultation manuelle. Kubernetes fournit un délai de non-progression qui bascule le Deployment en échec et rend la situation détectable par une supervision.

Ce paramètre définit le délai après lequel Kubernetes considère que le rollout n'avance plus :

spec:
progressDeadlineSeconds: 600 # 10 minutes

Si le rollout n'a pas progressé pendant cette durée (pas de nouveau Pod Ready/Available), le contrôleur marque le Deployment comme failed dans son statut.

Vérifier le statut :

Fenêtre de terminal
kubectl describe deployment/nginx-rolling | grep -A 5 "Conditions"

Sortie si bloqué :

Conditions:
Type Status Reason
---- ------ ------
Available True MinimumReplicasAvailable
Progressing False ProgressDeadlineExceeded

L'option --timeout borne l'attente côté client, indépendamment de progressDeadlineSeconds qui agit côté contrôleur. C'est ce qui rend la commande utilisable comme étape bloquante dans un pipeline de déploiement.

Fenêtre de terminal
kubectl rollout status deployment/nginx-rolling --timeout=5m

La commande retourne un code d'erreur si le rollout échoue ou dépasse le timeout.

Recreate est la seule alternative à RollingUpdate dans un Deployment. Elle supprime la totalité des Pods de l'ancienne révision, attend leur disparition effective, puis crée ceux de la nouvelle. Les paramètres maxSurge et maxUnavailable ne s'appliquent pas à cette stratégie, il n'y a rien à doser :

spec:
strategy:
type: Recreate

Un rollback déclenche un nouveau rollout vers une révision précédente. Ce n'est pas un basculement instantané, Kubernetes applique la même stratégie de rolling update pour revenir en arrière.

Sans argument, undo restaure le Pod template de l'avant-dernière révision et l'enregistre comme une nouvelle révision : l'historique s'allonge, il ne recule pas.

Fenêtre de terminal
kubectl rollout undo deployment/nginx-rolling

Sortie :

deployment.apps/nginx-rolling rolled back

L'expression jsonpath extrait un seul champ de l'objet, ici l'image du premier conteneur, ce qui évite de relire tout le manifeste pour confirmer le retour arrière :

Fenêtre de terminal
kubectl get deployment nginx-rolling -o jsonpath='{.spec.template.spec.containers[0].image}'

Chaque révision correspond à un ancien ReplicaSet encore conservé. La colonne CHANGE-CAUSE affiche <none> tant que l'annotation dédiée n'a pas été posée, ce qui est le cas par défaut :

Fenêtre de terminal
kubectl rollout history deployment/nginx-rolling

Sortie :

REVISION CHANGE-CAUSE
1 Initial deployment
2 Upgrade vers nginx 1.25 pour CVE-2024-xxxx
3 <none>

--to-revision prend un numéro issu de la colonne REVISION de l'historique ; si ce numéro n'existe plus, la commande échoue sans rien modifier.

Fenêtre de terminal
kubectl rollout undo deployment/nginx-rolling --to-revision=1

Avec --revision, la commande affiche le Pod template complet enregistré à ce moment-là : image, variables d'environnement, probes. C'est le seul moyen de vérifier vers quoi vous allez revenir avant de lancer le rollback.

Fenêtre de terminal
kubectl rollout history deployment/nginx-rolling --revision=2

L'historique des révisions ne conserve aucune trace de la raison d'un déploiement : face à cinq révisions, rien ne distingue un correctif de sécurité d'un changement de configuration. L'ancienne option --record qui remplissait ce champ automatiquement est dépréciée, la mention doit désormais être posée explicitement. Pour garder une trace des raisons de chaque déploiement, annotez avec kubernetes.io/change-cause :

Fenêtre de terminal
kubectl annotate deployment/nginx-rolling \
kubernetes.io/change-cause="Upgrade vers nginx 1.25 pour CVE-2024-xxxx"

Ou définissez l'annotation dans le manifeste :

metadata:
annotations:
kubernetes.io/change-cause: "Upgrade vers nginx 1.25 pour CVE-2024-xxxx"

Chaque révision conservée laisse un ReplicaSet à zéro réplica dans le namespace. Ces objets ne consomment ni CPU ni mémoire, mais ils encombrent les listes et alourdissent les requêtes à l'API sur un cluster qui déploie plusieurs fois par jour. Par défaut, Kubernetes conserve 10 révisions (anciens ReplicaSets). Pour économiser de l'espace :

spec:
revisionHistoryLimit: 5

Mettre un Deployment en pause suspend la prise en compte des modifications du Pod template : vous pouvez enchaîner plusieurs changements sans qu'aucun ne déclenche de rollout. Rien ne repart tant que la reprise n'a pas été demandée, et un Deployment laissé en pause reste dans cet état indéfiniment.

La pause s'applique immédiatement, y compris au milieu d'un rollout déjà lancé, qui se fige alors dans son état intermédiaire :

Fenêtre de terminal
kubectl rollout pause deployment/nginx-rolling

Utile pour :

  • Faire plusieurs modifications avant de reprendre (évite des rollouts intermédiaires)
  • Investiguer un problème sans que le rollout continue

La reprise applique en une seule fois toutes les modifications accumulées pendant la pause, et ne crée donc qu'une seule nouvelle révision :

Fenêtre de terminal
kubectl rollout resume deployment/nginx-rolling

Rien n'oblige à attendre la fin d'un rollout pour en lancer un autre. Kubernetes ne met pas les mises à jour en file d'attente : il abandonne celle en cours au profit de la dernière demandée. Le comportement est sain, mais il rend l'état du cluster difficile à lire quand plusieurs déploiements s'enchaînent en quelques secondes.

Si vous modifiez à nouveau le Deployment pendant qu'un rollout est en cours, Kubernetes :

  1. Crée un nouveau ReplicaSet pour la dernière version
  2. Commence à abandonner le rollout précédent
  3. Scale down le ReplicaSet de la version intermédiaire

Exemple :

Fenêtre de terminal
# Rollout en cours vers v2
kubectl set image deployment/app app=image:v2
# Avant que v2 soit complètement déployé, vous changez pour v3
kubectl set image deployment/app app=image:v3

Kubernetes va progressivement abandonner v2 et passer directement à v3.

Il n'existe pas de réglage universellement bon : le bon choix dépend de la contrainte qui vous limite, disponibilité, vitesse ou capacité disponible. Repérez la ligne qui décrit votre situation et appliquez la combinaison correspondante, quitte à la valider en recette avant la production.

SituationRéglage conseillé
Priorité à la disponibilitémaxUnavailable: 0, maxSurge faible, readinessProbe, minReadySeconds
Priorité à la rapiditémaxSurge élevé (50%+), maxUnavailable non nul
Cluster contraint en ressourcesRolling update conservateur, maxSurge faible, éviter le surge
Application fragile au démarragereadinessProbe stricte, minReadySeconds élevé, progressDeadlineSeconds adapté
Déploiement bleu-vertmaxSurge: 100%, maxUnavailable: 0 (double temporaire des ressources)
Migration incompatibleStratégie Recreate ou StatefulSet

Ces cinq réglages se posent une fois dans le manifeste et couvrent l'essentiel des incidents de déploiement. Les trois premiers déterminent si Kubernetes sait reconnaître qu'un Pod est réellement opérationnel, les deux derniers conditionnent votre capacité à revenir en arrière.

Sans readinessProbe, Kubernetes risque de considérer un Pod disponible trop tôt, ce qui peut dégrader le rollout et exposer des Pods non réellement prêts au trafic.

spec:
containers:
- name: app
readinessProbe:
httpGet:
path: /health
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 3
failureThreshold: 3

Attendez quelques secondes après le Ready avant de continuer le rollout :

spec:
minReadySeconds: 10 # Le Pod doit être Ready pendant 10s avant d'être considéré Available

Détectez automatiquement les rollouts bloqués :

spec:
progressDeadlineSeconds: 600 # 10 minutes

Une annotation posée au moment du déploiement vous fera gagner un temps considérable le jour où il faudra choisir une révision de repli sous pression.

Fenêtre de terminal
kubectl annotate deployment/app \
kubernetes.io/change-cause="Upgrade vers v2.1 - fix bug #1234"

Trois à cinq révisions suffisent en pratique : au-delà, la configuration a généralement trop divergé pour qu'un retour arrière soit encore pertinent.

spec:
revisionHistoryLimit: 5 # Pas 0, sinon pas de rollback possible

Ces erreurs ont un point commun : elles ne se voient pas au moment où on les commet, seulement le jour de l'incident. Un Deployment sans probe se déploie parfaitement bien jusqu'à ce qu'il expose des Pods qui ne répondent pas encore.

Anti-patternProblèmeSolution
Pas de readinessProbePods exposés avant d'être prêtsConfigurer une probe réaliste
revisionHistoryLimit: 0Impossible de faire un rollbackGarder au moins 3-5 révisions
Rollback sur Deployment pauséÉchoueReprendre d'abord avec resume
Supposer "zéro downtime" garantiLe rollout dépend de la config et des ressourcesConfigurer stratégie + probes + tests
Utiliser Recreate pour la persistanceInterruption de service, pas de garantie d'ordreUtiliser un StatefulSet
Modifier le selector après créationImmutable en apps/v1Recréer le Deployment si nécessaire
Enchaîner les apply sans vérifierRollover peut créer de la confusionAttendre rollout status entre les déploiements

Le réflexe est toujours le même face à un rollout qui n'aboutit pas : regarder l'état des nouveaux Pods avant de toucher au Deployment. Le tableau associe chaque symptôme visible à sa cause la plus fréquente ; les commandes de diagnostic suivent.

SymptômeCause probableSolution
Rollout bloqué à "Waiting"Nouveaux Pods pas ReadyVérifier les logs et les probes
ProgressDeadlineExceededRollout n'avance plus depuis X secondesInvestiguer les Pods, éventuellement rollback
Pods en CrashLoopBackOffErreur dans la nouvelle imageRollback immédiat
Rollout très lentmaxUnavailable: 0 + ressources limitéesAugmenter maxSurge ou les ressources
Historique viderevisionHistoryLimit: 0Augmenter la limite
Rollback échoueDeployment pausékubectl rollout resume d'abord
Anciens Pods qui ne disparaissent pasterminationGracePeriodSeconds trop longRéduire ou vérifier que l'app gère SIGTERM

Le bloc Conditions indique quelle condition bloque, et l'option --previous récupère les logs du conteneur avant son dernier redémarrage, seuls exploitables sur un Pod en boucle de crash :

Fenêtre de terminal
kubectl describe pod nom-du-pod | grep -A 10 "Conditions"
kubectl logs nom-du-pod --previous

Les événements retracent les décisions du contrôleur, notamment les montées et descentes en charge de chaque ReplicaSet. Ils sont conservés une heure par défaut, au-delà la trace est perdue.

Fenêtre de terminal
kubectl describe deployment/nginx-rolling | grep -A 20 "Events"

Cette requête liste les types de conditions portées par le Deployment, typiquement Available et Progressing, ce qui permet de scripter un contrôle sans analyser la sortie de describe :

Fenêtre de terminal
kubectl get deployment nginx-rolling -o jsonpath='{.status.conditions[*].type}'

L'épreuve CKAD est chronométrée : ces six gestes doivent être exécutés sans hésitation ni consultation de la documentation. Ils couvrent le cycle complet, du déclenchement d'une mise à jour à son annulation.

  1. Déclencher une rolling update

    Fenêtre de terminal
    kubectl set image deployment/app app=image:v2
  2. Suivre la progression

    Fenêtre de terminal
    kubectl rollout status deployment/app
  3. Consulter l'historique

    Fenêtre de terminal
    kubectl rollout history deployment/app
  4. Rollback

    Fenêtre de terminal
    kubectl rollout undo deployment/app
    # Ou vers une révision spécifique
    kubectl rollout undo deployment/app --to-revision=2
  5. Vérifier les ReplicaSets

    Fenêtre de terminal
    kubectl get rs
    kubectl describe deployment/app
  6. Piège courant

    kubectl scale ne crée pas de nouvelle révision. Seules les modifications du Pod template déclenchent un rollout.

  1. Rolling update = mise à jour progressive avec interruption minimale si bien configurée
  2. Seules les modifications du Pod template déclenchent une nouvelle révision
  3. maxSurge et maxUnavailable valent 25% par défaut
  4. maxUnavailable: 0 = aucun Pod indisponible, mais nécessite plus de ressources
  5. progressDeadlineSeconds détecte les rollouts bloqués
  6. Un rollback déclenche un nouveau rollout vers une ancienne révision, ce n'est pas instantané
  7. Impossible de rollback un Deployment pausé, reprendre d'abord
  8. revisionHistoryLimit: 0 = pas de rollback possible
  9. Toujours configurer des readinessProbes et minReadySeconds
  10. Pour un vrai canary avec contrôle du trafic, utilisez Argo Rollouts ou un service mesh

Sept questions pour vérifier que les points sensibles sont acquis : valeurs par défaut, ce qui déclenche une révision, et les situations où le rollback devient impossible.

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