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示例:使用 MongoDB 部署 PHP 留言板应用程序

本教程向您展示如何使用 Kubernetes 和 Docker 构建和部署 一个简单的_(非面向生产)的_多层 web 应用程序。本例由以下组件组成:

  • 单实例 MongoDB 以保存留言板条目
  • 多个 web 前端实例

教程目标

  • 启动 Mongo 数据库。
  • 启动留言板前端。
  • 公开并查看前端服务。
  • 清理。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 如果你还没有集群,你可以通过 Minikube 构建一 个你自己的集群,或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建:

您的 Kubernetes 服务器版本必须不低于版本 v1.14. 要获知版本信息,请输入 kubectl version.

启动 Mongo 数据库

留言板应用程序使用 MongoDB 存储数据。

创建 Mongo 的 Deployment

下面包含的清单文件指定了一个 Deployment 控制器,该控制器运行一个 MongoDB Pod 副本。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mongo
  labels:
    app.kubernetes.io/name: mongo
    app.kubernetes.io/component: backend
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: mongo
      app.kubernetes.io/component: backend
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: mongo
        app.kubernetes.io/component: backend
    spec:
      containers:
      - name: mongo
        image: mongo:4.2
        args:
          - --bind_ip
          - 0.0.0.0
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 27017
  1. 在下载清单文件的目录中启动终端窗口。

  2. mongo-deployment.yaml 文件中应用 MongoDB Deployment:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/mongo-deployment.yaml
    
  1. 查询 Pod 列表以验证 MongoDB Pod 是否正在运行:

    kubectl get pods
    
  响应应该与此类似:

  ```shell
  NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
  mongo-5cfd459dd4-lrcjb          1/1       Running   0          28s
  ```
  1. 运行以下命令查看 MongoDB Deployment 中的日志:

    kubectl logs -f deployment/mongo
    

创建 MongoDB 服务

留言板应用程序需要往 MongoDB 中写数据。因此,需要创建 Service 来代理 MongoDB Pod 的流量。Service 定义了访问 Pod 的策略。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mongo
  labels:
    app.kubernetes.io/name: mongo
    app.kubernetes.io/component: backend
spec:
  ports:
  - port: 27017
    targetPort: 27017
  selector:
    app.kubernetes.io/name: mongo
    app.kubernetes.io/component: backend
  1. 使用下面的 mongo-service.yaml 文件创建 MongoDB 的服务:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/mongo-service.yaml
    
  1. 查询服务列表验证 MongoDB 服务是否正在运行:

    kubectl get service
    
  响应应该与此类似:

  ```shell
  NAME           TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
  kubernetes     ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP    1m
  mongo          ClusterIP   10.0.0.151   <none>        6379/TCP   8s
  ```
说明: 这个清单文件创建了一个名为 mongo 的 Service,其中包含一组与前面定义的标签匹配的标签,因此服务将网络流量路由到 MongoDB Pod 上。

设置并公开留言板前端

留言板应用程序有一个 web 前端,服务于用 PHP 编写的 HTTP 请求。 它被配置为连接到 mongo 服务以存储留言版条目。

创建留言板前端 Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app.kubernetes.io/name: guestbook
    app.kubernetes.io/component: frontend
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: guestbook
      app.kubernetes.io/component: frontend
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: guestbook
        app.kubernetes.io/component: frontend
    spec:
      containers:
      - name: guestbook
        image: paulczar/gb-frontend:v5
        # image: gcr.io/google-samples/gb-frontend:v4
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: dns
        ports:
        - containerPort: 80
  1. frontend-deployment.yaml 应用前端 Deployment 文件:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-deployment.yaml
    
  1. 查询 Pod 列表,验证三个前端副本是否正在运行:

    kubectl get pods -l app.kubernetes.io/name=guestbook -l app.kubernetes.io/component=frontend
    
  响应应该与此类似:

  ```
  NAME                        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
  frontend-3823415956-dsvc5   1/1       Running   0          54s
  frontend-3823415956-k22zn   1/1       Running   0          54s
  frontend-3823415956-w9gbt   1/1       Running   0          54s
  ```

创建前端服务

应用的 mongo 服务只能在 Kubernetes 集群中访问,因为服务的默认类型是 ClusterIPClusterIP 为服务指向的 Pod 集提供一个 IP 地址。这个 IP 地址只能在集群中访问。

如果您希望访客能够访问您的留言板,您必须将前端服务配置为外部可见的,以便客户端可以从 Kubernetes 集群之外请求服务。然而即便使用了 ClusterIP Kubernets 用户仍可以通过 kubectl port-forwart 访问服务。

说明: 一些云提供商,如 Google Compute Engine 或 Google Kubernetes Engine,支持外部负载均衡器。如果您的云提供商支持负载均衡器,并且您希望使用它, 只需取消注释 type: LoadBalancer 即可。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app.kubernetes.io/name: guestbook
    app.kubernetes.io/component: frontend
spec:
  # if your cluster supports it, uncomment the following to automatically create
  # an external load-balanced IP for the frontend service.
  # type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
  selector:
    app.kubernetes.io/name: guestbook
    app.kubernetes.io/component: frontend
  1. frontend-service.yaml 文件中应用前端服务:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-service.yaml
    
  1. 查询服务列表以验证前端服务正在运行:

    kubectl get services
    
  响应应该与此类似:

  ```
  NAME           TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
  frontend       ClusterIP   10.0.0.112   <none>       80/TCP   6s
  kubernetes     ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP        4m
  mongo          ClusterIP   10.0.0.151   <none>        6379/TCP       2m
  ```

通过 kubectl port-forward 查看前端服务

  1. 运行以下命令将本机的 8080 端口转发到服务的 80 端口。

    kubectl port-forward svc/frontend 8080:80
    
  响应应该与此类似:

  ```
  Forwarding from 127.0.0.1:8080 -> 80
  Forwarding from [::1]:8080 -> 80
  ```
  1. 在浏览器中加载 http://localhost:8080 页面以查看留言板。

通过 LoadBalancer 查看前端服务

如果您部署了 frontend-service.yaml。你需要找到 IP 地址来查看你的留言板。

  1. 运行以下命令以获取前端服务的 IP 地址。

    kubectl get service frontend
    
  响应应该与此类似:

  ```
  NAME       TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP        PORT(S)        AGE
  frontend   ClusterIP   10.51.242.136   109.197.92.229     80:32372/TCP   1m
  ```
  1. 复制外部 IP 地址,然后在浏览器中加载页面以查看留言板。

扩展 Web 前端

伸缩很容易是因为服务器本身被定义为使用一个 Deployment 控制器的 Service。

  1. 运行以下命令扩展前端 Pod 的数量:

    kubectl scale deployment frontend --replicas=5
    
  1. 查询 Pod 列表验证正在运行的前端 Pod 的数量:

    kubectl get pods
    
  响应应该类似于这样:

  ```
  NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
  frontend-3823415956-70qj5       1/1       Running   0          5s
  frontend-3823415956-dsvc5       1/1       Running   0          54m
  frontend-3823415956-k22zn       1/1       Running   0          54m
  frontend-3823415956-w9gbt       1/1       Running   0          54m
  frontend-3823415956-x2pld       1/1       Running   0          5s
  mongo-1068406935-3lswp   1/1       Running   0          56m
  ```
  1. 运行以下命令缩小前端 Pod 的数量:

    kubectl scale deployment frontend --replicas=2
    
  1. 查询 Pod 列表验证正在运行的前端 Pod 的数量:

    kubectl get pods
    
  响应应该类似于这样:

  ```
  NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
  frontend-3823415956-k22zn       1/1       Running   0          1h
  frontend-3823415956-w9gbt       1/1       Running   0          1h
  mongo-1068406935-3lswp   1/1       Running   0          1h
  ```

清理现场

删除 Deployments 和服务还会删除正在运行的 Pod。使用标签用一个命令删除多个资源。

  1. 运行以下命令以删除所有 Pod,Deployments 和 Services。

    kubectl delete deployment -l app.kubernetes.io/name=mongo
    kubectl delete service -l app.kubernetes.io/name=mongo
    kubectl delete deployment -l app.kubernetes.io/name=guestbook
    kubectl delete service -l app.kubernetes.io/name=guestbook
    
  响应应该是:

  ```
  deployment.apps "mongo" deleted
  service "mongo" deleted
  deployment.apps "frontend" deleted
  service "frontend" deleted
  ```
  1. 查询 Pod 列表,确认没有 Pod 在运行:

    kubectl get pods
    
  响应应该是:

  ```
  No resources found.
  ```

接下来