使用 k8s 部署你的第一个应用: Pod,Deployment 与 Service

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千里之行,始于足下

当我们新学习一门编程语言时,总是从 hello, world 开始。

当我们学习如何在 k8s 上部署应用时,部署一个简单的 nginx,能够访问到它的配置页面。由于它五脏俱全,功能简单,无状态,可以当做 k8s 部署应用的 hello, world

本篇文章将学习如何使用 PodDeploymentService 开始部署第一个应用

Pod

podkubernetes 中最小的编排单位,通常由一个容器组成 (有时候会有多个容器组成)。

以下是一个 pod 资源配置文件的最小示例,关于详细配置参考 kubernetes v1.16 Pod

我们使用 nginx:alpine 作为镜像部署了一个 Pod,并且暴露了 80 端口

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
# 指定 label,便于检索
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
# 指定镜像
image: nginx:alpine
# 指定暴露端口
ports:
- containerPort: 80

使用 kubectly apply,部署 Pod

$ kubectl apply -f nginx.yaml
pod/nginx created

校验部署状态,此时 STATUS 为 Running 表明部署成功

# 获取 Pod 部署的状态,特别是 IP
# -o wide 列出IP/Node等更多信息
$ kubectl get pods nginx -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx 1/1 Running 0 14m 10.244.1.9 shuifeng <none> <none>

使用 -o wide 获取到 pod 的 IP 地址,访问该 IP 查看是否能够访问到 nginx 经典的配置页面

# 获取更加详细的信息
$ kubectl describe pod nginx

# 每个 pod 都有一个IP地址,直接访问IP地址获取内容
$ curl 10.244.1.9
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

此时我们可以使用 kubectl exec 进入 Pod 的内部容器。如果 Pod 中有多个容器,使用 kubectl exec -c 指定容器

$ kubectl exec -it nginx sh

Pod 容器中执行命令,校验其中的 socket 情况以及 nginx 服务

# 在 POD 中执行命令

# 可以看到 nginx 起的80端口
$ netstat -tan
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN

# 访问 nginx,正确返回配置页面的内容
# -q: 不输出 wget 自身信息
# -O -: 定向到标准输出
$ wget -q -O - localhost
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

Deployment

k8s 中编排应用可以更好地做弹性扩容,负载均衡。既然要均衡,一个 Pod 肯定不能均衡,自然要部署多个 Pod

docker-compose 可以简单地通过 docker-compose scale 来扩容,k8s 更不在话下了。

在k8s中管理 Pod 的称作 Controller,我们可以使用 Deployment 这种 Controller 来为 Pod 进行扩容,当然它还可以滚动升级,回滚,金丝雀等等关于部署的事情

我们编写一个 Deployment 的资源配置文件

  • spec.template: 指定要部署的 Pod
  • spec.replicas: 指定要部署的个数
  • spec.selector: 定位需要管理的 Pod
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
ports:
- containerPort: 80

我们使用 kubectl apply 部署生效后查看 Pod 以及 Deployment 状态

$ kubectl apply -f nginx.yaml

# nginx-deployment 部署的三个 pod 全部成功
$ kubectl get pods -o wide -l 'app=nginx'
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx 1/1 Running 1 4h29m 10.244.1.9 shuifeng <none> <none>
nginx-deployment-54f57cf6bf-57g8l 1/1 Running 0 23m 10.244.1.10 shuifeng <none> <none>
nginx-deployment-54f57cf6bf-ltdf7 1/1 Running 0 23m 10.244.1.11 shuifeng <none> <none>
nginx-deployment-54f57cf6bf-n8ppt 1/1 Running 0 23m 10.244.1.12 shuifeng <none> <none>

# READY 3/3 表明全部部署成功
$ kubectl get deploy nginx-deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deployment 3/3 3 3 23m

Service

现在我们已经部署了一个 Deployment,其中有三个 Pod,就有三个 IP,那我们如何向这三个 Pod 请求服务呢,何况每当上线部署后,就会产生新的 Pod IP。即我们如何做服务发现

我们可以通过 Service 解决这个问题,做指定 Deployment 或者特定集合 Pod 的网络层抽象

配置文件如下

  1. spec.selector: 指定如何选择 Pod
  2. spec.ports: 指定如何暴露端口
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app: nginx
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80

我们使用 kubectl apply 部署生效后查看 Service 状态

$ kubectl get svc nginx-service -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
nginx-service ClusterIP 10.108.9.49 <none> 80/TCP 11m app=nginx

ClusterIP 代表服务只能在集群内部访问,此时我们访问 10.108.9.49 访问服务

$ curl 10.108.9.49
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

服务发现,我们只需要知道服务的名字便能够访问服务,只能通过 IP 访问也太 low 了。Service 当然不会这么 low

在 k8s 中,所有的服务可以通过 my-svc.my-namespace.svc.cluster.local 做服务发现,对于刚才部署的 Service 就是 nginx-service.default.svc.cluster.local

在集群中的任意一个 Pod 中通过域名访问服务,访问成功

$ curl nginx-service.default.svc.cluster.local
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

小结

通过配置 DeploymentService ,此时我们可以在集群中通过服务发现访问域名。完整的配置文件如下

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
ports:
- containerPort: 80

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app: nginx
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80

当我们仍然需要把服务暴露给互联网,那我们如何在集群外访问域名呢?

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使用 k8s 部署你的第一个应用: Pod,Deployment 与 Service
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原文始发于微信公众号(山月行):使用 k8s 部署你的第一个应用: Pod,Deployment 与 Service