K8S案例02

Guestbook示例：Hello WorldGuestbook留言板系统将通过Pod、RC、 Service等资源对象搭建完成，成功启动后在网页中显示一条“ Hello World”留言。其系统架构是一个基于PHIP+ Redis的分布式Web应用，前端PHP Web网站通过访问后端的 Redis来完成用户留言的查询和添加等功能。同时 Redis以Master+Slave的模式进行部署，实现数据

虹科云科技

1291人浏览 · 2021-11-30 17:10:08

虹科云科技 · 2021-11-30 17:10:08 发布

Guestbook示例：Hello World

Guestbook留言板系统将通过Pod、RC、 Service等资源对象搭建完成，成功启动后在网页中显示一条“ Hello World”留言。其系统架构是一个基于PHIP+ Redis的分布式Web应用，前端PHP Web网站通过访问后端的 Redis来完成用户留言的查询和添加等功能。同时 Redis以Master+Slave的模式进行部署，实现数据的读写分离能力。
留言板系统的部署架构如下图所示。Web层是一个基于PHP页面的 Apache服务，启动3个实例组成集群，为客户端（例如浏览器）对网站的访问提供负载均衡。 Redis Master启动个实例用于写操作（添加留言）， Redis Slave启动两个实例用于读操作（读取留言）。 Redis Master与 Slave的数据同步由 Redis具备的数据同步机制完成。

在这里插入图片描述

本例用到的3个docker镜像，下载地址：https://hub.docker.com/u/kubeguide/
- redis-master:用于前端Web应用进行“写”留言操作的 Redis服务，其中已经保存了条内容为“ Hello World!”的留言。
- guestbook-redis- slave:用于前端Web应用进行“读”留言操作的 Redis服务，并与Redis- Master的数据保持同步。
- guestbook-php- frontend: PHP Web服务，在网页上展示留言的内容，也提供一个文本输入框供访客添加留言。

1. 创建redis-master RC和Service

首先定义RC来关联Pod，然后定义与之关联的Service。（也可以反过来）
创建一个名为redis-master的RC定义文件redis-master-controller.yaml
```
apiVersion: v1
kind: ReplicationController  #表示这是一个RC
metadata:
 name: redis-master
 labels:
  name: redis-master
spec:
 replicas: 1
 selector:  
  name: redis-master
 template:
  metadata:
   labels:
    name: redis-master
  spec:
   containers:
   - name: master
     image: kubeguide/redis-master
     ports:
     - containerPort: 6379
```
- spec.selector是RC的Pod选择器，即监控和管理拥有这些标签（Label）的Pod实列；确保当前集群上始终有且仅有replicas个Pod实例在运行，这里我们设置replicas表示只运行一个Pod（名为redis-master），当集群中运行的Pod数量小于replicas=1时，RC会根据spec.template段定义的Pod模板来生成一个新的Pod实例，labels属性指定了该Pod的标签。
在Master节点执行创建命令

kubectl apply -f redis-master-controller.yaml

查看刚刚创建的redis-master

[root@node2 test]# kubectl get rc
NAME           DESIRED   CURRENT   READY   AGE
mysql          1         1         1       6d2h
myweb          1         1         1       6d1h
redis-master   1         1         1       118m

查看Pod列表

[root@node2 test]# kubectl get pods
NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-sx4r4          1/1     Running   0          6d2h
myweb-hlmxz          1/1     Running   0          6d1h
nginx-rs-v2tgk       1/1     Running   0          5d21h
redis-master-fsdk8   1/1     Running   0          119m

redis-master-fsdk8这个实例是K8S根据redis-master这个RC定义自动创建的Pod。RC会给每个Pod实例在用户设置的name后面补充一段UUID，以区分不同的实例。
Pod的调度和创建需要一定的时间，比如需要一定的时间来确定调度到哪个节点上以及下载Pod的相关镜像。
redis-master Pod已经创建并正常运行了，接下来创建一个与之关联的Service文件redis-master-svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 name: redis-master
 labels:
  name: redis-master
spec:
 ports:
 - port: 6379
   targetPort: 6379
 selector:
  name: redis-master

metadata.name是Service的服务名（ServiceName），spec.selector确定了选择哪些Pod，本例中的定义表明将选择设置过name=redis-master标签的Pod。port属性定义的是Service的虚拟端口号，targetPort属性指定后端Pod内容器应用监听的端口号。
创建service

kubectl apply -f redis-master-svc.yaml

查看service

[root@node2 test]# kubectl get svc
NAME           TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes     ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          9d
mysql          ClusterIP   10.96.114.38     <none>        3306/TCP         6d2h
myweb          NodePort    10.107.166.10    <none>        8080:30001/TCP   6d2h
nginx-svc      NodePort    10.97.62.146     <none>        80:30002/TCP     5d21h
redis-master   ClusterIP   10.106.116.209   <none>        6379/TCP         120m

redis-master服务被分配了一个虚拟IP地址10.106.116.209，随后K8S集群中其他新创建的Pod就可以通过这个虚拟IP+端口6379来访问这个服务了。在本例中将要创建的redis-slave和frontend两组Pod都将要通过此方式访问redis-master（服务发现机制）。

2. 创建redis-slave RC和Service

创建一个名为redis-slave-controller.yaml的RC定义文件

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
 name: redis-slave
 labels:
  name: redis-slave
spec:
 replicas: 2
 selector:
  name: redis-slave
 template:
  metadata:
   labels:
    name: redis-slave
  spec:
   containers:
   - name: slave
     image: kubeguide/guestbook-redis-slave
     env:
     - name: GET_HOSTS_FROM
       value: env
     ports:
     - containerPort: 6379

在容器的配置部分设置了一个环境变量GET_HOSTS_FROM=env，意思是从环境变量中获取redis-master服务的IP地址信息。
在创建 redis-slave Pod时，系统将自动在容器内部生成之前已经创建好的 redis-master service相关的环境变量，所以 redis-slave应用程序 redis-server可以直接使用环境变量 REDIS_MASTER_SERVICE_HOST来获取 redis-master服务的IP地址。
如果在容器配置部分不设置该env,则将使用 redis-master服务的名称“ redis- master”来访问它，这将使用DNS方式的服务发现，需要预先启动 Kubernetes集群的 skydns服务。
创建RC

[root@node2 test]# kubectl apply -f redis-slave-controller.yaml 
replicationcontroller/redis-slave created

查看RC

[root@node2 test]# kubectl get rc
NAME           DESIRED   CURRENT   READY   AGE
mysql          1         1         1       6d3h
myweb          1         1         1       6d2h
redis-master   1         1         1       158m
redis-slave    2         2         2       119s

查看Pod

[root@node2 test]# kubectl get pods
NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-sx4r4          1/1     Running   0          6d3h
myweb-hlmxz          1/1     Running   0          6d2h
nginx-rs-v2tgk       1/1     Running   0          5d22h
redis-master-fsdk8   1/1     Running   0          158m
redis-slave-hhwx7    1/1     Running   0          2m31s
redis-slave-qf4rh    1/1     Running   0          2m31s

创建redis-slave服务，与redis-slave相关的一组环境变量也将在后续新建的frontend Pod中由系统自动生成。
创建redis-slave-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 name: redis-slave
 labels:
  name: redis-slave
spec:
 ports:
 - port: 6379
 selector: 
  name: redis-slave

创建服务

[root@node2 test]# kubectl apply -f redis-slave-service.yaml 
service/redis-slave created

查看服务

[root@node2 test]# kubectl get svc
NAME           TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes     ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          9d
mysql          ClusterIP   10.96.114.38     <none>        3306/TCP         6d3h
myweb          NodePort    10.107.166.10    <none>        8080:30001/TCP   6d3h
nginx-svc      NodePort    10.97.62.146     <none>        80:30002/TCP     5d22h
redis-master   ClusterIP   10.106.116.209   <none>        6379/TCP         160m
redis-slave    ClusterIP   10.99.153.217    <none>        6379/TCP         62s

3. 创建frontend RC和Service

创建frontend-controller.yaml

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
 name: frontend
 labels:
  name: frontend
spec:
 replicas: 3
 selector:
  name: frontend
 template:
  metadata:
   labels:
    name: frontend
  spec: 
   containers:
   - name: frontend
     image: kubeguide/guestbook-php-frontend
     env:
     - name: GET_HOSTS_FROM
       value: env
     ports:
     - containerPort: 80

在容器的配置部分设置了一个环境变量 GET HOSTS FROM=env,意思是从环境变量中获取 redis- master和 redis- slave服务的IP地址信息。
创建RC

[root@node2 test]# kubectl apply -f frontend-controller.yaml 
replicationcontroller/frontend created

查看RC

[root@node2 test]# kubectl get rc
NAME           DESIRED   CURRENT   READY   AGE
frontend       3         3         3       84s
mysql          1         1         1       6d3h
myweb          1         1         1       6d2h
redis-master   1         1         1       176m
redis-slave    2         2         2       20m

查看Pod

[root@node2 test]# kubectl get pods
NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-5mcwh       1/1     Running   0          2m1s
frontend-8xmsj       1/1     Running   0          2m1s
frontend-njlb2       1/1     Running   0          2m1s
mysql-sx4r4          1/1     Running   0          6d3h
myweb-hlmxz          1/1     Running   0          6d2h
nginx-rs-v2tgk       1/1     Running   0          5d22h
redis-master-fsdk8   1/1     Running   0          177m
redis-slave-hhwx7    1/1     Running   0          21m
redis-slave-qf4rh    1/1     Running   0          21m

创建Service，主要目的是使用Service中的NodePort来给K8S集群中的Service映射一个外网就可以访问的端口。
创建服务定义文件frontend-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 name: frontend
 labels:
  name: frontend
spec:
 type: NodePort
 ports:
 - port: 80
   nodePort: 30005
 selector:
  name: frontend

关键点是设置type- Nodeport并指定一个 Nodeport的值，表示使用Node上的物理机端口提供对外访问的能力。需要注意的是，spec.pots. Nodeport的端口号范围可以进行限制（通过kube- apiserver的启动参数- service-node-port- range指定），默认为3000032767,如果指定为可用P范围之外的其他端口号，则 Service的创建将会失败。
创建Service

[root@node2 test]# kubectl apply -f frontend-service.yaml 
service/frontend created

查看Service

[root@node2 test]# kubectl get svc
NAME           TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
frontend       NodePort    10.102.233.226   <none>        80:30005/TCP     89s
kubernetes     ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          9d
mysql          ClusterIP   10.96.114.38     <none>        3306/TCP         6d3h
myweb          NodePort    10.107.166.10    <none>        8080:30001/TCP   6d3h
nginx-svc      NodePort    10.97.62.146     <none>        80:30002/TCP     5d22h
redis-master   ClusterIP   10.106.116.209   <none>        6379/TCP         3h5m
redis-slave    ClusterIP   10.99.153.217    <none>        6379/TCP         25m

经过上面的三个步骤就搭建好了 Guestbook留言板系统，总共包括3个应用的6个实例，都运行在 Kubernetes集群中。打开浏览器，在地址栏输入http://虚拟机IP:30001/,将看到网页，并且看到网页上有一条留言：“ Hello World!“

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