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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.

  • 您需要有一个带有默认StorageClass的动态持续卷供应程序，或者自己静态的提供持久卷来满足这里使用的持久卷请求。

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 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
  - port: 3306
  selector:
    app: mysql
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - image: mysql:5.6
        name: mysql
        env:
          # Use secret in real usage
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: password
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim
application/mysql/mysql-pv.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mysql-pv-volume
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 20Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/mnt/data"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pv-claim
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi

  1. 部署 YAML 文件中定义的 PV 和 PVC：

     kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-pv.yaml

  2. 部署 YAML 文件中定义的 Deployment：

     kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-deployment.yaml

  3. 展示 Deployment 相关信息:

     kubectl describe deployment mysql

 Name:                 mysql
 Namespace:            default
 CreationTimestamp:    Tue, 01 Nov 2016 11:18:45 -0700
 Labels:               app=mysql
 Annotations:          deployment.kubernetes.io/revision=1
 Selector:             app=mysql
 Replicas:             1 desired | 1 updated | 1 total | 0 available | 1 unavailable
 StrategyType:         Recreate
 MinReadySeconds:      0
 Pod Template:
   Labels:       app=mysql
   Containers:
    mysql:
     Image:      mysql:5.6
     Port:       3306/TCP
     Environment:
       MYSQL_ROOT_PASSWORD:      password
     Mounts:
       /var/lib/mysql from mysql-persistent-storage (rw)
   Volumes:
    mysql-persistent-storage:
     Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
     ClaimName:  mysql-pv-claim
     ReadOnly:   false
     Conditions:
       Type          Status  Reason
       ----          ------  ------
       Available     False   MinimumReplicasUnavailable
       Progressing   True    ReplicaSetUpdated
       OldReplicaSets:       <none>
       NewReplicaSet:        mysql-63082529 (1/1 replicas created)
       Events:
         FirstSeen    LastSeen    Count    From                SubobjectPath    Type        Reason            Message
         ---------    --------    -----    ----                -------------    --------    ------            -------
         33s          33s         1        {deployment-controller }             Normal      ScalingReplicaSet Scaled up replica set mysql-63082529 to 1

  4. 列举出 Deployment 创建的 pods:

     kubectl get pods -l app=mysql

 NAME                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
 mysql-63082529-2z3ki   1/1       Running   0          3m

  5. 查看 PersistentVolumeClaim:

     kubectl describe pvc mysql-pv-claim

 Name:         mysql-pv-claim
 Namespace:    default
 StorageClass:
 Status:       Bound
 Volume:       mysql-pv-volume
 Labels:       <none>
 Annotations:    pv.kubernetes.io/bind-completed=yes
                 pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes
 Capacity:     20Gi
 Access Modes: RWO
 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:

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.

Waiting for pod default/mysql-client-274442439-zyp6i to be running, status is Pending, pod ready: false
If you don't see a command prompt, try pressing enter.

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:

kubectl delete deployment,svc mysql
kubectl delete pvc mysql-pv-claim
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