运行一个单实例有状态应用

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

教程目标

  • 在环境中通过磁盘创建一个PersistentVolume.
  • 创建一个MySQL Deployment.
  • 在集群内以一个已知的 DNS 名将 MySQL 暴露给其他 pods.

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.

部署MySQL

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
    3. Name:                 mysql
    4. Namespace:            default
    5. CreationTimestamp:    Tue, 01 Nov 2016 11:18:45 -0700
    6. Labels:               app=mysql
    7. Annotations:          deployment.kubernetes.io/revision=1
    8. Selector:             app=mysql
    9. Replicas:             1 desired | 1 updated | 1 total | 0 available | 1 unavailable
    10. StrategyType:         Recreate
    11. MinReadySeconds:      0
    12. Pod Template:
    13.   Labels:       app=mysql
    14.   Containers:
    15.    mysql:
    16.     Image:      mysql:5.6
    17.     Port:       3306/TCP
    18.     Environment:
    19.       MYSQL_ROOT_PASSWORD:      password
    20.     Mounts:
    21.       /var/lib/mysql from mysql-persistent-storage (rw)
    22.   Volumes:
    23.    mysql-persistent-storage:
    24.     Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    25.     ClaimName:  mysql-pv-claim
    26.     ReadOnly:   false
    27.     Conditions:
    28.       Type          Status  Reason
    29.       ----          ------  ------
    30.       Available     False   MinimumReplicasUnavailable
    31.       Progressing   True    ReplicaSetUpdated
    32.       OldReplicaSets:       <none>
    33.       NewReplicaSet:        mysql-63082529 (1/1 replicas created)
    34.       Events:
    35.         FirstSeen    LastSeen    Count    From                SubobjectPath    Type        Reason            Message
    36.         ---------    --------    -----    ----                -------------    --------    ------            -------
    37.         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
    3. NAME                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
    4. mysql-63082529-2z3ki   1/1       Running   0          3m

  5. 查看 PersistentVolumeClaim:

    1. kubectl describe pvc mysql-pv-claim
    3. Name:         mysql-pv-claim
    4. Namespace:    default
    5. StorageClass:
    6. Status:       Bound
    7. Volume:       mysql-pv-volume
    8. Labels:       <none>
    9. Annotations:    pv.kubernetes.io/bind-completed=yes
    10.                 pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes
    11. Capacity:     20Gi
    12. Access Modes: RWO
    13. 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 pods 访问数据库的服务. 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 pods 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 将其连接到服务器.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.
  4. 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:

  • 不要弹性伸缩. 弹性伸缩仅适用于单实例应用. 下层的 PersistentVolume 仅只能挂载一个 pod. 对于集群级有状态应用, 请参考 StatefulSet 文档 StatefulSet documentation.
  • 在 Deployment 的 YAML 文件中使用 strategy: type: Recreate . 该选项指示 Kubernetes 不使用滚动升级. 滚动升级将无法工作, 由于一次不能运行多个 pod. 在更新配置文件 创建一个新的 pod 前 Recreate 策略将先停止第一个 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分配 PersistentVolume, 那么也需要手动的删除它，以及释放下层资源. 如果是用过动态分配 PersistentVolume 的方式，在删除 PersistentVolumeClaim 后 PersistentVolume 将被自动的删除. 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