示例：使用 Redis 部署 PHP 留言板应用

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。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，同时你必须配置 kubectl 命令行工具与你的集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 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的 Kubernetes 练习环境之一：

• 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：

Google Compute Engine 或 Google Kubernetes Engine 这些云平台支持外部负载均衡器。如果你的云平台支持负载均衡器，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、Deployment 和 Service。

   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
• 进一步阅读使用 Service 连接到应用
• 进一步阅读有效使用标签