运行一个单实例有状态应用

本文介绍在 Kubernetes 中如何使用 PersistentVolume 和 Deployment 运行一个单实例有状态应用。该应用是 MySQL.

教程目标

  • 在你的环境中创建一个引用磁盘的 PersistentVolume
  • 创建一个 MySQL Deployment.
  • 在集群内以一个已知的 DNS 名称将 MySQL 暴露给其他 Pod

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:

    要获知版本信息,请输入 kubectl version.

  • 您需要有一个带有默认StorageClass的动态持续卷供应程序,或者自己静态的提供持久卷来满足这里使用的持久卷请求

部署 MySQL

你可以通过创建一个 Kubernetes Deployment 并使用 PersistentVolumeClaim 将其连接到 某已有的 PV 卷来运行一个有状态的应用。 例如,这里的 YAML 描述的是一个运行 MySQL 的 Deployment,其中引用了 PVC 申领。 文件为 /var/lib/mysql 定义了加载卷,并创建了一个 PVC 申领,寻找一个 20G 大小的卷。 该申领可以通过现有的满足需求的卷来满足,也可以通过动态供应卷的机制来满足。

注意:在配置的 YAML 文件中定义密码的做法是不安全的。具体安全解决方案请参考 Kubernetes Secrets.

application/mysql/mysql-deployment.yaml 运行一个单实例有状态应用 - 图1

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. name: mysql
  5. spec:
  6. ports:
  7. - port: 3306
  8. selector:
  9. app: mysql
  10. clusterIP: None
  11. ---
  12. apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
  13. kind: Deployment
  14. metadata:
  15. name: mysql
  16. spec:
  17. selector:
  18. matchLabels:
  19. app: mysql
  20. strategy:
  21. type: Recreate
  22. template:
  23. metadata:
  24. labels:
  25. app: mysql
  26. spec:
  27. containers:
  28. - image: mysql:5.6
  29. name: mysql
  30. env:
  31. # Use secret in real usage
  32. - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
  33. value: password
  34. ports:
  35. - containerPort: 3306
  36. name: mysql
  37. volumeMounts:
  38. - name: mysql-persistent-storage
  39. mountPath: /var/lib/mysql
  40. volumes:
  41. - name: mysql-persistent-storage
  42. persistentVolumeClaim:
  43. claimName: mysql-pv-claim

application/mysql/mysql-pv.yaml 运行一个单实例有状态应用 - 图2

  1. apiVersion: v1
  2. kind: PersistentVolume
  3. metadata:
  4. name: mysql-pv-volume
  5. labels:
  6. type: local
  7. spec:
  8. storageClassName: manual
  9. capacity:
  10. storage: 20Gi
  11. accessModes:
  12. - ReadWriteOnce
  13. hostPath:
  14. path: "/mnt/data"
  15. ---
  16. apiVersion: v1
  17. kind: PersistentVolumeClaim
  18. metadata:
  19. name: mysql-pv-claim
  20. spec:
  21. storageClassName: manual
  22. accessModes:
  23. - ReadWriteOnce
  24. resources:
  25. requests:
  26. storage: 20Gi
  1. 部署 YAML 文件中定义的 PV 和 PVC:

    1. kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-pv.yaml
  2. 部署 YAML 文件中定义的 Deployment:

    1. kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-deployment.yaml
  3. 展示 Deployment 相关信息:

    1. kubectl describe deployment mysql
    1. Name: mysql
    2. Namespace: default
    3. CreationTimestamp: Tue, 01 Nov 2016 11:18:45 -0700
    4. Labels: app=mysql
    5. Annotations: deployment.kubernetes.io/revision=1
    6. Selector: app=mysql
    7. Replicas: 1 desired | 1 updated | 1 total | 0 available | 1 unavailable
    8. StrategyType: Recreate
    9. MinReadySeconds: 0
    10. Pod Template:
    11. Labels: app=mysql
    12. Containers:
    13. mysql:
    14. Image: mysql:5.6
    15. Port: 3306/TCP
    16. Environment:
    17. MYSQL_ROOT_PASSWORD: password
    18. Mounts:
    19. /var/lib/mysql from mysql-persistent-storage (rw)
    20. Volumes:
    21. mysql-persistent-storage:
    22. Type: PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    23. ClaimName: mysql-pv-claim
    24. ReadOnly: false
    25. Conditions:
    26. Type Status Reason
    27. ---- ------ ------
    28. Available False MinimumReplicasUnavailable
    29. Progressing True ReplicaSetUpdated
    30. OldReplicaSets: <none>
    31. NewReplicaSet: mysql-63082529 (1/1 replicas created)
    32. Events:
    33. FirstSeen LastSeen Count From SubobjectPath Type Reason Message
    34. --------- -------- ----- ---- ------------- -------- ------ -------
    35. 33s 33s 1 {deployment-controller } Normal ScalingReplicaSet Scaled up replica set mysql-63082529 to 1
  4. 列举出 Deployment 创建的 pods:

    1. kubectl get pods -l app=mysql
    1. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    2. mysql-63082529-2z3ki 1/1 Running 0 3m
  5. 查看 PersistentVolumeClaim:

    1. kubectl describe pvc mysql-pv-claim
    1. Name: mysql-pv-claim
    2. Namespace: default
    3. StorageClass:
    4. Status: Bound
    5. Volume: mysql-pv-volume
    6. Labels: <none>
    7. Annotations: pv.kubernetes.io/bind-completed=yes
    8. pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes
    9. Capacity: 20Gi
    10. Access Modes: RWO
    11. Events: <none>

访问 MySQL 实例

前面 YAML 文件中创建了一个允许集群内其他 Pod 访问的数据库服务。该服务中选项 clusterIP: None 让服务 DNS 名称直接解析为 Pod 的 IP 地址。 当在一个服务下只有一个 Pod 并且不打算增加 Pod 的数量这是最好的.

运行 MySQL 客户端以连接到服务器:

  1. kubectl run -it --rm --image=mysql:5.6 --restart=Never mysql-client -- mysql -h mysql -ppassword

此命令在集群内创建一个新的 Pod 并运行 MySQL 客户端,并通过 Service 连接到服务器。 如果连接成功,你就知道有状态的 MySQL 数据库正处于运行状态。

  1. Waiting for pod default/mysql-client-274442439-zyp6i to be running, status is Pending, pod ready: false
  2. If you don't see a command prompt, try pressing enter.
  3. mysql>

更新

Deployment 中镜像或其他部分同往常一样可以通过 kubectl apply 命令更新。 以下是特定于有状态应用的一些注意事项:

  • 不要对应用进行规模扩缩。这里的设置仅适用于单实例应用。下层的 PersistentVolume 仅只能挂载到一个 Pod 上。对于集群级有状态应用,请参考 StatefulSet 文档.
  • 在 Deployment 的 YAML 文件中使用 strategy: type: Recreate。 该选项指示 Kubernetes 使用滚动升级。滚动升级无法工作,因为这里一次不能 运行多个 Pod。在使用更新的配置文件创建新的 Pod 前,Recreate 策略将 保证先停止第一个 Pod。

删除 Deployment

通过名称删除部署的对象:

  1. kubectl delete deployment,svc mysql
  2. kubectl delete pvc mysql-pv-claim
  3. kubectl delete pv mysql-pv-volume

如果通过手动的方式供应 PersistentVolume, 那么也需要手动删除它以释放下层资源。 如果是用动态供应方式创建的 PersistentVolume,在删除 PersistentVolumeClaim 后 PersistentVolume 将被自动删除。 一些存储服务(比如 EBS 和 PD)也会在 PersistentVolume 被删除时自动回收下层资源。

接下来