k8s入门教程四:通过2个实例来了解k8s

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本文通过2个实例来了解k8s。第一个实例为TOMCAT+MYSQL实现在线打分系统，出处为Kubernetes权限指南(第四版)；第二个实例为Kubernetes官方提供的PHP+Redis留言板的Hello World例子。

打分系统

此Java Web应用的结构比较简单，是一个运行在Tomcat里的Web App，如图1.1所示，JSP页面通过JDBC直接访问MySQL数据库并展示数据。出于演示和简化的目的，只要程序正确连接到了数据库，就会自动完成对应的Table的创建与初始化数据的准备工作。所以，当我们通过浏览器访问此应用时，就会显示一个表格的页面，数据则来自数据库。镜像下载链接为：https://hub.docker.com/r/kubeguide/tomcat-app

为MySQL服务创建一个RC定义文件mysql-rc.yaml如下：

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apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: mysql
spec:
  replicas: 1
  selector:
    app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        ports:
        - containerPort: 3306
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "123456"

书上image写时没有加入mysql的版本号，由于现在最新版本是8.0，会出现异常，所以要修改为5.7。上述yaml表示创建一个RC资源，副本为1，启动mysql:5.7的镜像，mysql的root密码为123456。

再创建一个service，主要用来给集群内部的其他POD进行通信，表示新建一个名为mysql、端口为3306的svc，保存为mysql-svc.yaml：

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apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql

spec.selector确定了哪些Pod副本（实例）对应本服务。

下载kubeguide/tomcat-app:v1镜像，tomcat-rc.yaml

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apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 2
  selector:
    app: myweb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      containers:
      - name: myweb
        image: kubeguide/tomcat-app:v1
        ports:
        - containerPort: 8080

再创建一个svc，tomcat-svc.yaml

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apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myweb

type=NodePort和nodePort=30001的两个属性表明此Service开启了NodePort方式的外网访问模式。在Kubernetes集群之外，比如在本机的浏览器里，可以通过30001这个端口访问myweb（对应到8080的虚端口上）。

开始创建：

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kubectl create -f mysql-rc.yaml
kubectl create -f mysql-svc.yaml
kubectl create -f tomcat-rc.yaml
kubectl create -f tomcat-svc.yaml

再通过访问 http://192.168.1.60:30001/demo/ 即可成功访问了。

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[root@master ~]# kubectl get svc mysql myweb
NAME    TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
mysql   ClusterIP   10.103.193.69   <none>        3306/TCP         29d
myweb   NodePort    10.99.245.12    <none>        8080:30001/TCP   29d
[root@master ~]# kubectl get rc mysql myweb
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
mysql   1         1         1       29d
myweb   2         2         2       29d
[root@master ~]# kubectl get pods |egrep 'mysql|myweb'
mysql-qcznx                         1/1     Running   37         29d
myweb-7p2db                         1/1     Running   3          29d
myweb-lqr4n                         1/1     Running   7          29d

可以看到正常运行了。那为什么tomcat就可以直接访问mysql呢？那我们进入myweb看一下代码：

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[root@master ~]# kubectl exec -it myweb-lqr4n -- /bin/bash
root@myweb-lqr4n:/usr/local/tomcat# cd webapps/demo/
root@myweb-lqr4n:/usr/local/tomcat/webapps/demo# cat index.jsp |egrep 'getenv|getConnection'
       String ip=System.getenv("MYSQL_SERVICE_HOST");
       String port=System.getenv("MYSQL_SERVICE_PORT");
      conn = java.sql.DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://"+ip+":"+port+"?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8", "root","123456");

从代码上看，是通过获取环境变量的方式进行连接mysql的。如下：

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root@myweb-lqr4n:/usr/local/tomcat/webapps/demo# env |grep MYSQL_SERVICE
MYSQL_SERVICE_PORT=3306
MYSQL_SERVICE_HOST=mysql
root@myweb-lqr4n:/usr/local/tomcat/webapps/demo# ping mysql
PING mysql.default.svc.cluster.local (10.103.193.69): 56 data bytes
^C--- mysql.default.svc.cluster.local ping statistics ---
16 packets transmitted, 0 packets received, 100% packet loss

MYSQL_SERVICE_HOST的值为mysql，直接 ping mysql 是可以解析的，解析出来的IP是 10.103.193.69，对应svc上面的IP。而mysql对应是svc的名字，在集群内部是可以解析的，解析时，会自动加上 default.svc.cluster.local。

guestbook实例

这个实例是很经典的一个php+redis主备的实例。官方文档为：https://kubernetes.io/docs/tutorials/stateless-application/guestbook/

由于官方的镜像下载非常慢，就把需要使用到的镜像都推送到自己的仓库下面了。完整的yaml如下：

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apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-master
  labels:
    app: redis
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
      role: master
      tier: backend
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: master
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: master
        image: fang2000/k8s-redis:e2e
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 6379
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-master
  labels:
    app: redis
    role: master
    tier: backend
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    app: redis
    role: master
    tier: backend
---
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-slave
  labels:
    app: redis
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
      role: slave
      tier: backend
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: slave
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: slave
        image: fang2000/k8s-gb-redisslave:v3
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: dns
        ports:
        - containerPort: 6379
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-slave
  labels:
    app: redis
    role: slave
    tier: backend
spec:
  ports:
  - port: 6379
  selector:
    app: redis
    role: slave
    tier: backend
---
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: guestbook
      tier: frontend
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: guestbook
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: fang2000/k8s-gb-frontend:v4
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: dns
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
  selector:
    app: guestbook
    tier: frontend

将上述配置保存为文件，然后create之后，去查看各资源状态：

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[root@master ~]# kubectl get svc frontend redis-master redis-slave
NAME           TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
frontend       NodePort    10.99.157.67     <none>        80:31233/TCP   7d6h
redis-master   ClusterIP   10.110.135.185   <none>        6379/TCP       7d6h
redis-slave    ClusterIP   10.106.50.75     <none>        6379/TCP       7d6h
[root@master ~]# kubectl get deploy frontend redis-master redis-slave
NAME           READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
frontend       3/3     3            3           7d6h
redis-master   1/1     1            1           7d6h
redis-slave    2/2     2            2           7d6h

这时，可以打开 http://masterip:31233 来访问。

有时redis主备通信不正常，这时可以在pod上面安装一些软件。不过这是对于初学者而言的，原则上不能在pod里面安装任何软件的。

redis-slave使用的是debian7的系统，没有ps命令，需要安装procps

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cat >/etc/apt/sources.list <<EOF
deb http://mirrors.163.com/debian/ stretch main non-free contrib
deb http://mirrors.163.com/debian/ stretch-updates main non-free contrib
deb http://mirrors.163.com/debian/ stretch-backports main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian/ stretch main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian/ stretch-updates main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian/ stretch-backports main non-free contrib
deb http://mirrors.163.com/debian-security/ stretch/updates main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian-security/ stretch/updates main non-free contrib
EOF
apt-get update
apt-get install procps telnet dnsutils iputils-ping

进入redis-slave，可以看到有个/run.sh的脚本：

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root@redis-slave-6bf98b5d87-ghm7p:/data# ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.0   4180   580 ?        Ss   13:26   0:00 /bin/sh -c /run.sh
root         6  0.0  0.0  17668  1472 ?        S    13:26   0:00 /bin/bash /run.sh
root         7  0.6  0.0  36516  2316 ?        Sl   13:26   0:49 redis-server *:6379
root        10  0.0  0.0  17880  2032 pts/0    Ss   13:59   0:00 /bin/bash
root       624  0.0  0.0  36624  1516 pts/0    R+   15:26   0:00 ps aux
root@redis-slave-6bf98b5d87-ghm7p:/data# cat /run.sh
#!/bin/bash

...

if [[ ${GET_HOSTS_FROM:-dns} == "env" ]]; then
  redis-server --slaveof ${REDIS_MASTER_SERVICE_HOST} 6379
else
  redis-server --slaveof redis-master 6379
fi
root@redis-slave-6bf98b5d87-ghm7p:/data# echo $GET_HOSTS_FROM
env

root@redis-slave-6bf98b5d87-ghm7p:/data# redis-cli
127.0.0.1:6379> CONFIG GET slaveof
1) "slaveof"
2) "redis-master 6379"

怎么样去连接master是通过GET_HOSTS_FROM变量控制的。当 $GET_HOSTS_FROM 等于env时，运行 redis-server --slaveof ${REDIS_MASTER_SERVICE_HOST} 6379，而等于dns时，运行 redis-server --slaveof redis-master 6379。这时redis-master这个dns域名全称为 redis-master.default.svc.cluster.local，为svc的IP。

那如何测试是否正常呢？可以用ping以及telnet，但是ping是不通的。

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root@redis-slave-7c7967fc54-4j8ln:/data# ping redis-master -c 1
PING redis-master.default.svc.cluster.local (10.110.135.185) 56(84) bytes of data.
^C
--- redis-master.default.svc.cluster.local ping statistics ---
1 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 0ms

root@redis-slave-7c7967fc54-4j8ln:/data# telnet redis-master 6379
Trying 10.110.135.185...
Connected to redis-master.default.svc.cluster.local.
Escape character is '^]'.

root@redis-slave-7c7967fc54-4j8ln:/data# redis-cli
127.0.0.1:6379> keys *
1) "messages"
127.0.0.1:6379> get messages
",aaaa,bbbbbbbb"
127.0.0.1:6379>

wetty

未实现，待完善。

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: kubectl-web
  name: kubectl-web
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      run: kubectl-web
  template:
    metadata:
      labels:
        run: kubectl-web
    spec:
      containers:
      - name: kubectl-web
        image: swr.cn-south-1.myhuaweicloud.com/kevin-wangzefeng/cce-kubectl:v1
        env:
        - name: PASSWORD
          value: "123456"

暴露出口：

kubectl expose deployment kubectl-web --type=NodePort --port=3000 --name=kubectl-web-svc

用户名：term

https://hub.docker.com/r/krishnasrinivas/wetty/

https://github.com/krishnasrinivas/wetty

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