示例：使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序

本教程向你展示如何使用 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 Redis 以保存留言板条目
• 多个 web 前端实例

教程目标

• 启动 Redis 领导者（Leader）
• 启动两个 Redis 跟随者（Follower）
• 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。 建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不作为控制平面主机。 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：

• Killercoda
• 玩转 Kubernetes

你的 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 Redis 数据库

留言板应用程序使用 Redis 存储数据。

创建 Redis 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 Redis Pod 副本。

application/guestbook/redis-leader-deployment.yaml

# 来源：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-leader
  labels:
    app: redis
    role: leader
    tier: backend
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: leader
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: leader
        image: "docker.io/redis:6.0.5"
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 6379

1. 在下载清单文件的目录中启动终端窗口。

2. 从 redis-leader-deployment.yaml 文件中应用 Redis Deployment：

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-leader-deployment.yaml

3. 查询 Pod 列表以验证 Redis Pod 是否正在运行：

   kubectl get pods

   响应应该与此类似：

   NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   redis-leader-fb76b4755-xjr2n   1/1     Running   0          13s

4. 运行以下命令查看 Redis Deployment 中的日志：

   kubectl logs -f deployment/redis-leader

创建 Redis 领导者服务

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

application/guestbook/redis-leader-service.yaml

# 来源：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-leader
  labels:
    app: redis
    role: leader
    tier: backend
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    app: redis
    role: leader
    tier: backend

1. 使用下面的 redis-leader-service.yaml 文件创建 Redis的服务：

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-leader-service.yaml

2. 查询服务列表验证 Redis 服务是否正在运行：

   kubectl get service

   响应应该与此类似：

   NAME           TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
   kubernetes     ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP    1m
   redis-leader   ClusterIP   10.103.78.24 <none>        6379/TCP   16s

说明： 这个清单文件创建了一个名为 redis-leader 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 Redis Pod 上。

设置 Redis 跟随者

尽管 Redis 领导者只有一个 Pod，你可以通过添加若干 Redis 跟随者来将其配置为高可用状态， 以满足流量需求。

application/guestbook/redis-follower-deployment.yaml

# 来源：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-follower
  labels:
    app: redis
    role: follower
    tier: backend
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: follower
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: follower
        image: gcr.io/google_samples/gb-redis-follower:v2
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 6379

1. 应用下面的 redis-follower-deployment.yaml 文件创建 Redis Deployment：

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-follower-deployment.yaml

2. 通过查询 Pods 列表，验证两个 Redis 跟随者副本在运行：

   kubectl get pods

   响应应该类似于这样：

   NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   redis-follower-dddfbdcc9-82sfr   1/1     Running   0          37s
   redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k   1/1     Running   0          38s
   redis-leader-fb76b4755-xjr2n     1/1     Running   0          11m

创建 Redis 跟随者服务

Guestbook 应用需要与 Redis 跟随者通信以读取数据。 为了让 Redis 跟随者可被发现，你必须创建另一个 Service。

application/guestbook/redis-follower-service.yaml

# 来源：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-follower
  labels:
    app: redis
    role: follower
    tier: backend
spec:
  ports:
    # 此服务应使用的端口
  - port: 6379
  selector:
    app: redis
    role: follower
    tier: backend

1. 应用如下所示 redis-follower-service.yaml 文件中的 Redis Service：

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-follower-service.yaml

2. 查询 Service 列表，验证 Redis 服务在运行：

   kubectl get service

   响应应该类似于这样：

   NAME             TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
   kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    3d19h
   redis-follower   ClusterIP   10.110.162.42   <none>        6379/TCP   9s
   redis-leader     ClusterIP   10.103.78.24    <none>        6379/TCP   6m10s

说明：

清单文件创建了一个名为 redis-follower 的 Service，该 Service 具有一些与之前所定义的标签相匹配的标签，因此该 Service 能够将网络流量 路由到 Redis Pod 之上。

设置并公开留言板前端

现在你有了一个为 Guestbook 应用配置的 Redis 存储处于运行状态， 接下来可以启动 Guestbook 的 Web 服务器了。 与 Redis 跟随者类似，前端也是使用 Kubernetes Deployment 来部署的。

Guestbook 应用使用 PHP 前端。该前端被配置成与后端的 Redis 跟随者或者 领导者服务通信，具体选择哪个服务取决于请求是读操作还是写操作。 前端对外暴露一个 JSON 接口，并提供基于 jQuery-Ajax 的用户体验。

创建 Guestbook 前端 Deployment

application/guestbook/frontend-deployment.yaml

# 来源：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
        app: guestbook
        tier: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        app: guestbook
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v5
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: "dns"
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 80

1. 应用来自 frontend-deployment.yaml 文件的前端 Deployment：

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-deployment.yaml

2. 查询 Pod 列表，验证三个前端副本正在运行：

   kubectl get pods -l app=guestbook -l tier=frontend

   响应应该与此类似：

   NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   frontend-85595f5bf9-5tqhb   1/1     Running   0          47s
   frontend-85595f5bf9-qbzwm   1/1     Running   0          47s
   frontend-85595f5bf9-zchwc   1/1     Running   0          47s

创建前端服务

应用的 Redis 服务只能在 Kubernetes 集群中访问，因为服务的默认类型是 ClusterIP。 ClusterIP 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。

如果你希望访客能够访问你的 Guestbook，你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，Kubernetes 用户仍可以通过 kubectl port-forward 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。如果你的云提供商支持负载均衡器，并且你希望使用它， 只需取消注释 type: LoadBalancer。

application/guestbook/frontend-service.yaml

# 来源：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # 如果你的集群支持，请取消注释以下内容以自动为前端服务创建一个外部负载均衡 IP。
  # type: LoadBalancer
  #type: LoadBalancer
  ports:
    # 此服务应使用的端口
  - port: 80
  selector:
    app: guestbook
    tier: frontend

1. 应用来自 frontend-service.yaml 文件中的前端服务：

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-service.yaml

2. 查询 Service 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   10.97.28.230    <none>        80/TCP     19s
   kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    3d19h
   redis-follower   ClusterIP   10.110.162.42   <none>        6379/TCP   5m48s
   redis-leader     ClusterIP   10.103.78.24    <none>        6379/TCP   11m

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

2. 在浏览器中加载 http://localhost:8080 页面以查看 Guestbook。

通过 LoadBalancer 查看前端服务

如果你部署了 frontend-service.yaml，需要找到用来查看 Guestbook 的 IP 地址。

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   LoadBalancer   10.51.242.136   109.197.92.229     80:32372/TCP   1m

2. 复制这里的外部 IP 地址，然后在浏览器中加载页面以查看留言板。

说明：

尝试通过输入消息并点击 Submit 来添加一些留言板条目。 你所输入的消息会在前端显示。这一消息表明数据被通过你 之前所创建的 Service 添加到 Redis 存储中。

扩展 Web 前端

你可以根据需要执行伸缩操作，这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

2. 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-85595f5bf9-5df5m        1/1     Running   0          83s
   frontend-85595f5bf9-7zmg5        1/1     Running   0          83s
   frontend-85595f5bf9-cpskg        1/1     Running   0          15m
   frontend-85595f5bf9-l2l54        1/1     Running   0          14m
   frontend-85595f5bf9-l9c8z        1/1     Running   0          14m
   redis-follower-dddfbdcc9-82sfr   1/1     Running   0          97m
   redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k   1/1     Running   0          97m
   redis-leader-fb76b4755-xjr2n     1/1     Running   0          108m

3. 运行以下命令缩小前端 Pod 的数量：

   kubectl scale deployment frontend --replicas=2

4. 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-85595f5bf9-cpskg        1/1     Running   0          16m
   frontend-85595f5bf9-l9c8z        1/1     Running   0          15m
   redis-follower-dddfbdcc9-82sfr   1/1     Running   0          98m
   redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k   1/1     Running   0          98m
   redis-leader-fb76b4755-xjr2n     1/1     Running   0          109m

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=redis
   kubectl delete service -l app=redis
   kubectl delete deployment frontend
   kubectl delete service frontend

   响应应该是：

   deployment.apps "redis-follower" deleted
   deployment.apps "redis-leader" deleted
   deployment.apps "frontend" deleted
   service "frontend" deleted

2. 查询 Pod 列表，确认没有 Pod 在运行：

   kubectl get pods

   响应应该是：

   No resources found in default namespace.

接下来

• 完成 Kubernetes 基础 交互式教程
• 使用 Kubernetes 创建一个博客，使用 MySQL 和 Wordpress 的持久卷
• 进一步阅读连接应用程序
• 进一步阅读管理资源