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:

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 示例:使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序 - 图1

  1. # 来源:https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
  2. apiVersion: apps/v1
  3. kind: Deployment
  4. metadata:
  5. name: redis-leader
  6. labels:
  7. app: redis
  8. role: leader
  9. tier: backend
  10. spec:
  11. replicas: 1
  12. selector:
  13. matchLabels:
  14. app: redis
  15. template:
  16. metadata:
  17. labels:
  18. app: redis
  19. role: leader
  20. tier: backend
  21. spec:
  22. containers:
  23. - name: leader
  24. image: "docker.io/redis:6.0.5"
  25. resources:
  26. requests:
  27. cpu: 100m
  28. memory: 100Mi
  29. ports:
  30. - containerPort: 6379
  1. 在下载清单文件的目录中启动终端窗口。

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

    1. 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:

    1. kubectl get pods

    响应应该与此类似:

    1. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    2. redis-leader-fb76b4755-xjr2n 1/1 Running 0 13s
  4. 运行以下命令查看 Redis Deployment 中的日志:

    1. 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 示例:使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序 - 图2

  1. # 来源:https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Service
  4. metadata:
  5. name: redis-leader
  6. labels:
  7. app: redis
  8. role: leader
  9. tier: backend
  10. spec:
  11. ports:
  12. - port: 6379
  13. targetPort: 6379
  14. selector:
  15. app: redis
  16. role: leader
  17. tier: backend
  1. 使用下面的 redis-leader-service.yaml 文件创建 Redis的服务:

    1. 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:

    1. kubectl get service

    响应应该与此类似:

    1. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    2. kubernetes ClusterIP 10.0.0.1 <none> 443/TCP 1m
    3. 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 示例:使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序 - 图3

  1. # 来源:https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
  2. apiVersion: apps/v1
  3. kind: Deployment
  4. metadata:
  5. name: redis-follower
  6. labels:
  7. app: redis
  8. role: follower
  9. tier: backend
  10. spec:
  11. replicas: 2
  12. selector:
  13. matchLabels:
  14. app: redis
  15. template:
  16. metadata:
  17. labels:
  18. app: redis
  19. role: follower
  20. tier: backend
  21. spec:
  22. containers:
  23. - name: follower
  24. image: gcr.io/google_samples/gb-redis-follower:v2
  25. resources:
  26. requests:
  27. cpu: 100m
  28. memory: 100Mi
  29. ports:
  30. - containerPort: 6379
  1. 应用下面的 redis-follower-deployment.yaml 文件创建 Redis Deployment:

    1. 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:

    1. kubectl get pods

    响应应该类似于这样:

    1. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    2. redis-follower-dddfbdcc9-82sfr 1/1 Running 0 37s
    3. redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k 1/1 Running 0 38s
    4. 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 示例:使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序 - 图4

  1. # 来源:https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Service
  4. metadata:
  5. name: redis-follower
  6. labels:
  7. app: redis
  8. role: follower
  9. tier: backend
  10. spec:
  11. ports:
  12. # 此服务应使用的端口
  13. - port: 6379
  14. selector:
  15. app: redis
  16. role: follower
  17. tier: backend
  1. 应用如下所示 redis-follower-service.yaml 文件中的 Redis Service:

    1. 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:

    1. kubectl get service

    响应应该类似于这样:

    1. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    2. kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 3d19h
    3. redis-follower ClusterIP 10.110.162.42 <none> 6379/TCP 9s
    4. 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 示例:使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序 - 图5

  1. # 来源:https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
  2. apiVersion: apps/v1
  3. kind: Deployment
  4. metadata:
  5. name: frontend
  6. spec:
  7. replicas: 3
  8. selector:
  9. matchLabels:
  10. app: guestbook
  11. tier: frontend
  12. template:
  13. metadata:
  14. labels:
  15. app: guestbook
  16. tier: frontend
  17. spec:
  18. containers:
  19. - name: php-redis
  20. image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v5
  21. env:
  22. - name: GET_HOSTS_FROM
  23. value: "dns"
  24. resources:
  25. requests:
  26. cpu: 100m
  27. memory: 100Mi
  28. ports:
  29. - containerPort: 80
  1. 应用来自 frontend-deployment.yaml 文件的前端 Deployment:

    1. 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:

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

    响应应该与此类似:

    1. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    2. frontend-85595f5bf9-5tqhb 1/1 Running 0 47s
    3. frontend-85595f5bf9-qbzwm 1/1 Running 0 47s
    4. 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 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 示例:使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序 - 图6

  1. # 来源:https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
  2. apiVersion: v1
  3. kind: Service
  4. metadata:
  5. name: frontend
  6. labels:
  7. app: guestbook
  8. tier: frontend
  9. spec:
  10. # 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。
  11. # type: LoadBalancer
  12. #type: LoadBalancer
  13. ports:
  14. # 此服务应使用的端口
  15. - port: 80
  16. selector:
  17. app: guestbook
  18. tier: frontend
  1. 应用来自 frontend-service.yaml 文件中的前端服务:

    1. 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:

    1. kubectl get services

    响应应该与此类似:

    1. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    2. frontend ClusterIP 10.97.28.230 <none> 80/TCP 19s
    3. kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 3d19h
    4. redis-follower ClusterIP 10.110.162.42 <none> 6379/TCP 5m48s
    5. 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。

    1. kubectl port-forward svc/frontend 8080:80

    响应应该与此类似:

    1. Forwarding from 127.0.0.1:8080 -> 80
    2. 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。

    1. kubectl get service frontend

    响应应该与此类似:

    1. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    2. 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:

    1. 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:

    1. kubectl get pods

    响应应该类似于这样:

    1. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    2. frontend-85595f5bf9-5df5m 1/1 Running 0 83s
    3. frontend-85595f5bf9-7zmg5 1/1 Running 0 83s
    4. frontend-85595f5bf9-cpskg 1/1 Running 0 15m
    5. frontend-85595f5bf9-l2l54 1/1 Running 0 14m
    6. frontend-85595f5bf9-l9c8z 1/1 Running 0 14m
    7. redis-follower-dddfbdcc9-82sfr 1/1 Running 0 97m
    8. redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k 1/1 Running 0 97m
    9. redis-leader-fb76b4755-xjr2n 1/1 Running 0 108m
  3. 运行以下命令缩小前端 Pod 的数量:

    1. 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:

    1. kubectl get pods

    响应应该类似于这样:

    1. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    2. frontend-85595f5bf9-cpskg 1/1 Running 0 16m
    3. frontend-85595f5bf9-l9c8z 1/1 Running 0 15m
    4. redis-follower-dddfbdcc9-82sfr 1/1 Running 0 98m
    5. redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k 1/1 Running 0 98m
    6. 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、Deployment 和 Service。

    1. kubectl delete deployment -l app=redis
    2. kubectl delete service -l app=redis
    3. kubectl delete deployment frontend
    4. kubectl delete service frontend

    响应应该是:

    1. deployment.apps "redis-follower" deleted
    2. deployment.apps "redis-leader" deleted
    3. deployment.apps "frontend" deleted
    4. service "frontend" deleted
  2. 查询 Pod 列表,确认没有 Pod 在运行:

    1. kubectl get pods

    响应应该是:

    1. No resources found in default namespace.

接下来