入門系列之Kubernetes部署

時間  2019-11-17
標籤 入門 系列 kubernetes 部署 简体版
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本文由林岑影 發表於雲+社區專欄php

容器實例服務（Container Instance Service , CIS）能夠幫您在雲上快捷、靈活的部署容器，讓您專一於構建程序和使用容器而非管理設備上。無需預購 CVM，您就能夠在幾秒內啓動一批容器來執行任務。您也能夠經過 kubernetes API 把已有 kubernetes 集羣的 pod 調度到 CIS 上以處理突增業務。CIS 根據您實際使用的資源計費，能夠幫您節約計算成本。使用 CIS 能夠極大下降您部署容器的門檻，下降您執行 batch 型任務或處理業務突增的成本。css

本文將介紹Kubernetes部署和容器工做負載的相關內容。包含管理容器生命週期，部署多容器應用程序，擴展工做負載以及與Kubernetes進行協同工做。本文包括一些概念和命令，教你們快速入門Kubernetes，併入門CIS。html

介紹

Kubernetes是一個用於管理容器化應用程序的開源容器資源編排工具。前端

本文中，您將應用一些容器化的概念來構建、部署和管理Kubernetes中端到端的微服務應用程序。本文中使用的示例Web應用程序是一個用Node.js編寫的「待辦事項列表」應用程序，它使用MongoDB做爲數據庫。html5

本次將從Dockerfile中爲此應用程序構建容器鏡像，將鏡像推送到Docker Hub，而後部署到您的集羣。以便在將來您將擴展應用程序以知足不斷增加的需求。java

準備

要完成本文，您須要：node

第一步，使用Dockerfile構建鏡像

首先咱們將經過Web應用打包到Docker鏡像中。git

首先切換到您的主目錄，而後使用Git從GitHub上的克隆本文的示例Web應用程序。github

cd ~
git clone https://github.com/janakiramm/todo-app.git
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從Dockerfile構建容器鏡像。使用-t命令註冊用戶名，鏡像名稱和可選標記標記鏡像。

docker build -t sammy/todo .
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確認鏡像已成功構建並正確標記。

Sending build context to Docker daemon  8.238MB

Step 1/7 : FROM node:slim

 ---> 286b1e0e7d3f

Step 2/7 : LABEL maintainer = "jani@janakiram.com"

 ---> Using cache

 ---> ab0e049cf6f8

Step 3/7 : RUN mkdir -p /usr/src/app

 ---> Using cache

 ---> 897176832f4d

Step 4/7 : WORKDIR /usr/src/app

 ---> Using cache

 ---> 3670f0147bed

Step 5/7 : COPY ./app/ ./

 ---> Using cache

 ---> e28c7c1be1a0

Step 6/7 : RUN npm install

 ---> Using cache

 ---> 7ce5b1d0aa65

Step 7/7 : CMD node app.js

 ---> Using cache

 ---> 2cef2238de24

Successfully built 2cef2238de24

Successfully tagged sammy/todo-app:latest
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經過運行docker images命令驗證是否已建立鏡像。

$ docker images
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您能夠看到鏡像的大小以及建立的時間。

REPOSITORY                                       TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE

sammy/todo-app                                   latest              81f5f605d1ca        9 minutes ago       236MB
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接下來，將您的鏡像推送到Docker Hub上。請登陸Docker Hub賬戶：

docker login
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輸入正確的用戶名及密碼，使用Docker Hub用戶名存儲您的鏡像：

docker tag your_docker_hub_username/todo-app
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而後將鏡像推送到Docker Hub：

docker push
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您能夠登陸Docker Hub官網搜索查看你的鏡像，來驗證新鏡像是否可用。

將Docker鏡像推送到Docker Hub後，接下來咱們能夠將應用程序打包爲Kubernetes。

第二步，在Kubernetes中部署MongoDB Pod

這個應用程序使用MongoDB存儲經過Web應用程序建立的待辦事項列表。要在Kubernetes中運行MongoDB，咱們須要將其打包爲Pod。當咱們啓動這個Pod時，它將運行一個MongoDB實例。

建立一個名爲db-pod.yaml的新YAML文件：

nano db-pod.yaml
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添加如下代碼，該代碼使用基於MongoDB的一個容器定義Pod。同時，咱們打開了MongoDB使用的標準端口port。請注意，定義包含名爲name和app的標籤。咱們將使用這些標籤來識別和配置特定的Pod。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: db
  labels:
    name: mongo
    app: todoapp

spec:
      containers:
      - image: mongo
        name: mongo
        ports:
        - name: mongo
          containerPort: 27017

        volumeMounts:
          - name: mongo-storage
            mountPath: /data/db

      volumes:
          - name: mongo-storage
            hostPath:
              path: /data/db
複製代碼

數據存儲在調用的卷中，該卷映射到節點的位置。有關卷的更多信息，請參閱Kubernetes官方文檔。

運行如下命令以建立Pod。

kubectl create -f db-pod.yml
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你會看到這個輸出：

pod "db" created
複製代碼

如今咱們看看Pod是否建立。

kubectl get pods
複製代碼

顯示這個Pod正在運行：

NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
db   1/1       Running   0          2m
複製代碼

接下來咱們讓集羣的內部人員能夠管理訪問這個Pod。

建立一個名爲db-service.yaml的新文件，其中包含定義了MongoDB服務的代碼：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: db
  labels:
    name: mongo
    app: todoapp

spec:
  selector:
    name: mongo

  type: ClusterIP
  ports:
    - name: db
      port: 27017
      targetPort: 27017
複製代碼

此服務將可以發現與name：db標籤相匹配的同一命名空間中的全部Pod 。YAML文件中的selector部分明確地定義了這種關聯關係。

咱們經過聲明type: ClusterIP可使服務在集羣中可見 。

保存文件並退出編輯器。而後使用kubectl將其提交到集羣。

kubectl create -f db-service.yml
複製代碼

您將看到此輸出指示服務已成功建立：

service "db" created
複製代碼

讓咱們來看看Pod可用的端口。

kubectl get services
複製代碼

您將看到如下的輸出結果：

NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)     AGE
db           ClusterIP   10.109.114.243   <none>        27017/TCP   14s
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP     47m
複製代碼

從上圖的輸出結果中，您能夠看到該服務在端口27017上。Web應用程序能夠經過此服務訪問MongoDB。當它使用主機名db的時候，在Kubernetes中運行的DNS服務將解析與服務關聯的IP的地址。這種機制容許Pod之間相互檢測並通訊。

接下來咱們可使用數據庫Pod和Service，爲Web應用程序建立一個額外的Pod。

第三步，將Node.JS Web App部署爲Pod

咱們將在本文第一步中建立的Docker鏡像打包爲Pod並將其部署到集羣。這將被做爲最終用戶可訪問的前端Web應用程序層。

建立一個名爲的新YAML文件：web-pod.yaml

nano web-pod.yaml
複製代碼

添加如下代碼，該代碼根據sammy/todo-app的Docker鏡像定義具備一個容器的Pod 。它經過TCP協議展示在端口3000上。

apiVersion: v1
kind: Pod

metadata:
  name: web
  labels:
    name: web
    app: todoapp

spec:
  containers:
    - image: sammy/todo-app
      name: myweb
      ports:
        - containerPort: 3000
複製代碼

運行如下命令以建立Pod：

kubectl create -f web-pod.yaml
複製代碼
pod "web" created
複製代碼

看看pod是否建立？

kubectl get pods
複製代碼
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
db        1/1       Running   0          8m
web       1/1       Running   0          9s
複製代碼

咱們將MongoDB數據庫和Web應用程序都做爲Pod運行。

如今，咱們將使web Pod能夠訪問互聯網。

服務會在內部或外部公開一組Pod。讓咱們定義一個使web Pod能夠公開使用的服務。咱們將經過NodePort公開它。NodePort是一種經過在集羣的每一個節點上打開任意端口用來訪問Pod的方案。

建立一個名爲web-service.yaml的新文件，其中包含定義應用服務的代碼：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
  labels:
    name: web
    app: todoapp

spec:
  selector:
    name: web
  type: NodePort
  ports:
   - name: http
     port: 3000
     targetPort: 3000
     protocol: TCP
複製代碼

服務發現同一名稱空間中與Label匹配的全部Pod都具備名稱web。YAML文件的選擇器部分定義了此關聯。

咱們經過聲明type: NodePort指定NodePort的服務類型。

用kubectl將此提交到羣集。

kubectl create -f web-service.yml
複製代碼

您將看到此輸出指示服務已成功建立：

service "web" created
複製代碼

讓咱們來看看Pod可用的端口。

kubectl get services
複製代碼
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
db           ClusterIP   10.109.114.243   <none>        27017/TCP        12m
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          59m
web          NodePort    10.107.206.92    <none>        3000:30770/TCP   12s
複製代碼

今後輸出中，咱們看到該服務在端口30770上可用。讓咱們嘗試鏈接到其中一個工做節點。

使用騰訊雲控制檯獲取與你服務器的IP地址：

img

得到IP地址後，使用curl命令向端口30770上的一個節點發出HTTP請求：

curl http://your_worker_ip_address:30770 
複製代碼

您將看到以下的輸出：

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>Containers Todo Example</title>
    <link rel='stylesheet' href='/stylesheets/screen.css' />
    <!--[if lt IE 9]>
    <script src="http://html5shiv.googlecode.com/svn/trunk/html5.js"></script>
    <![endif]-->
  </head>
  <body>
    <div id="layout">
<h1 id="page-title">Containers Todo Example</h1>
<div id="list">
  <form action="/create" method="post" accept-charset="utf-8">
    <div class="item-new">
      <input class="input" type="text" name="content" />
    </div>
  </form>
</div>
      <div id="layout-footer"></div>
    </div>
    <script src="/javascripts/ga.js"></script>
  </body>
</html>
複製代碼

截至到此，您已經定義了Web Pod和服務。如今讓咱們看看如何使用副本集來縮放它。

第5步 - 擴展Web應用程序

副本集能夠確保始終在羣集中運行最少數量的Pod。當Pod被打包爲副本集時，Kubernetes將始終運行規範中定義的最小數量的Pod。

讓咱們刪除當前的Pod並經過副本集從新建立兩個Pod。若是咱們讓當前的Pod運行，它將不會是副本集的一部分。所以，咱們最好經過副本集啓動Pod，即便只有一個Pod。

首先，刪除現有的Pod。

kubectl delete pod web
複製代碼
pod "web" deleted
複製代碼

如今建立一個新的副本集聲明。副本集的定義與Pod相同。關鍵的區別在於它包含定義須要運行的Pod數量的replica元素。與Pod同樣，它還包含有助於服務發現的元數據來做爲標籤。

建立web-rs.yaml文件並將此代碼添加到文件中

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: web
  labels:
    name: web
    app: todoapp

spec:
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        name: web
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: sammy/todo-app
        ports:
        - containerPort: 3000
複製代碼

保存並關閉文件。

如今建立副本集：

kubectl create -f web-rs.yaml
複製代碼
replicaset "web" created
複製代碼

而後檢查Pod的數量：

kubectl get pods
複製代碼
NAME        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
db          1/1       Running   0          18m
web-n5l5h   1/1       Running   0          25s
web-wh6nf   1/1       Running   0          25s
複製代碼

當咱們經過NodePort訪問服務時，請求將被髮送到由副本集管理一個Pod中。

讓咱們經過刪除其中一個Pod，並查看發生的狀況來測試副本集的功能：

kubectl delete pod web-wh6nf
複製代碼
pod "web-wh6nf" deleted
複製代碼

讓咱們再來看一下Pods：

kubectl get pods
複製代碼
NAME        READY     STATUS              RESTARTS   AGE
db          1/1       Running             0          19m
web-n5l5h   1/1       Running             0          1m
web-wh6nf   1/1       Terminating         0          1m
web-ws59m   0/1       ContainerCreating   0          2s
複製代碼

刪除Pod後，Kubernetes會建立另外一個Pod副本，以確保其可以維持所需的計數。

咱們能夠擴展副本集以運行其餘的Web Pod。

運行如下命令將Web應用程序擴展爲10個Pod。

kubectl scale rs/web --replicas=10
複製代碼
replicaset "web" scaled
複製代碼

檢查Pod計數：

kubectl get pods
複製代碼

您將會會看到以下輸出：

NAME        READY     STATUS              RESTARTS   AGE
db          1/1       Running             0          22m
web-4nh4g   1/1       Running             0          21s
web-7vbb5   1/1       Running             0          21s
web-8zd55   1/1       Running             0          21s
web-f8hvq   0/1       ContainerCreating   0          21s
web-ffrt6   1/1       Running             0          21s
web-k6zv7   0/1       ContainerCreating   0          21s
web-n5l5h   1/1       Running             0          3m
web-qmdxn   1/1       Running             0          21s
web-vc45m   1/1       Running             0          21s
web-ws59m   1/1       Running             0          2m
複製代碼

此時，Kubernetes已經啓動了擴展web Pod 的過程。當請求經過NodePort到達服務時，它將被路由到副本集中的一個Pod。

當流量和負載消退時，咱們能夠恢復到兩個Pod的原始配置。

kubectl scale rs/web --replicas=2
複製代碼
replicaset "web" scaled
複製代碼

此命令將終止其他全部的Pod。

kubectl get pods
複製代碼
NAME        READY     STATUS        RESTARTS   AGE
db          1/1       Running       0          24m
web-4nh4g   1/1       Terminating   0          2m
web-7vbb5   1/1       Terminating   0          2m
web-8zd55   1/1       Terminating   0          2m
web-f8hvq   1/1       Terminating   0          2m
web-ffrt6   1/1       Terminating   0          2m
web-k6zv7   1/1       Terminating   0          2m
web-n5l5h   1/1       Running       0          5m
web-qmdxn   1/1       Terminating   0          2m
web-vc45m   1/1       Terminating   0          2m
web-ws59m   1/1       Running       0          4m
複製代碼

要驗證副本集的可用性，請嘗試刪除其中一個Pod並檢查計數。

kubectl delete pod web-ws59m
複製代碼
pod "web-ws59m" deleted
複製代碼
kubectl get pods
複製代碼
NAME        READY     STATUS              RESTARTS   AGE
db          1/1       Running             0          25m
web-n5l5h   1/1       Running             0          7m
web-ws59m   1/1       Terminating         0          5m
web-z6r2g   0/1       ContainerCreating   0          5s
複製代碼

一旦Pod計數發生變化，Kubernetes就會調整它以匹配YAML文件中定義的計數。刪除副本集中的一個Web Pod時，會當即建立另外一個Pod以保持所需的計數。這是經過確保最小數量的Pod可以持續運行來確保應用程序的高可用性。

您可使用如下命令刪除在本文中建立的全部對象：

kubectl delete -f db-pod.yaml -f db-service.yaml -f web-rs.yaml -f web-service.yaml
複製代碼
pod "db" deleted
service "db" deleted
replicaset "web" deleted
service "web" deleted
複製代碼

本文就先寫到這裏，歡迎你們使用騰訊雲CIS產品，產品連接：cloud.tencent.com/document/pr…

參考文獻：《Webinar Series: Deploying and Scaling Microservices in Kubernetes》

翻譯：Zach展，審校：Techeek

問答

如何使用Kubernetes？

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此文已由做者受權騰訊雲+社區發佈，原文連接：https://cloud.tencent.com/developer/article/1158254?fromSource=waitui

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