保姆級教程！手把手教你使用Longhorn管理雲原生分布式SQL數據庫！

作者簡介

Jimmy Guerrero，在開發者關系團隊和開源社區擁有20多年的經驗。他目前領導YugabyteDB的社區和市場團隊。

本文來自Rancher Labs

Longhorn是Kubernetes的雲原生分布式塊存儲，易於部署和升級，100%開源且持久，由業界采用最為廣泛的Kubernetes管理平台創建者Rancher Labs推出，並於去年10月捐獻給CNCF。Longhorn的內置增量快照和備份功能可確保volume數據的安全，而其直觀的UI可以方便地管理持久卷的計划備份。使用Longhorn，你可以獲得最細的管理粒度和最大的控制程度，並且可以輕松地在另一個Kubernetes中創建一個災備恢復的volume，並在發生緊急情況時進行故障轉移。

YugabyteDB是一個雲原生分布式SQL數據庫，它可以運行在Kubernetes環境中，所以它可以與Longhorn和許多其他CNCF項目互操作。YugabyteDB是一個開源的高性能分布式SQL數據庫，該數據庫基於Google Spanner的可擴展性和容錯設計而構建。Yugabyte的SQL API（YSQL）與PostgreSQL兼容。

如果你正在尋找一種方法來輕松地在100%的雲原生基礎架構之上開始應用程序開發，那么這篇文章正是為你准備的。我們將一步一步告訴你如何部署一個完整的雲原生基礎架構堆棧，該堆棧由Google Kubernetes Engine、Rancher企業級Kubernetes管理平台、Longhorn分布式塊存儲以及YugabyteDB分布式SQL數據庫組成。

為什么要使用Longhorn和YugabyteDB？

YugabyteDB作為StatefulSet部署在Kubernetes上，並且需要持久存儲。Longhorn可用於備份YugabyteDB本地磁盤，從而允許配置大規模持久卷。將Longhorn和YugabyteDB結合使用，有以下好處：

• 不必管理本地磁盤——它們由Longhorn進行管理

• Longhorn和YugabyteDB可以配置大規模的持久卷

• Longhorn和YugabyteDB都支持多雲部署，可以幫助企業避免雲廠商鎖定

此外，Longhorn可以在一個地理區域內進行同步復制。如果YugabyteDB跨區域進行部署並且其中任意一個區域中的節點發生故障，那么YugabyteDB只能使用來自另一區域的數據重建該節點，這會產生跨區域流量。而這會導致成本更改，並且會降低所恢復的性能。而將Longhorn與YugabyteDB結合使用，你可以無縫地重建該節點，因為Longhorn會在該區域內進行本地復制。這意味着YugabyteDB最終不必從另一個區域復制數據，進而降低了成本並提升了性能。在此部署設置中，如果整個區域發生故障，YugabyteDB僅需執行一個跨區域節點重建。

前期准備

我們將在已經使用了Longhorn的Google Kubernetes集群上運行YugabyteDB集群：

• YugabyteDB（使用Helm Chart）-版本2.1.2
  https://docs.yugabyte.com/latest/quick-start/install/macos/

• Rancher（使用Docker Run）-版本2.4

• Longhorn（使用Rancher UI）-版本0.8.0

• 一個Google Cloud Platform賬號

在谷歌雲平台上設置一個K8S集群和Rancher

Rancher是一個開源的企業級Kubernetes管理平台。它使得Run Kubernetes Everywhere更為輕松和簡單，滿足IT人員的需求並增強DevOps團隊的能力。

Rancher需要64位的Ubuntu16.04或18.04和至少4GB內存的Linux主機。在此示例中，我們將使用安裝在GCP VM實例上的Rancher UI設置Google Kubernetes Engine（GKE）集群。

使用Rancher在GCP上設置Kubernetes集群所需的步驟包括：

• 在GCP中創建一個具有所需IAM角色的Service Account

• 創建一個運行Ubuntu 18.04的VM實例

• 在VM實例上安裝Rancher

• 生成一個Service Account密鑰

• 通過Rancher UI設置GKE集群

創建一個Service Account和VM實例

首先，我們需要創建一個附加到GCP項目的Service Account。要完成此操作，訪問路徑是：【IAM & admin > Service accounts】

選擇【Create New Service Account】，給其命名並點擊【Create】。

接下來，我們需要添加所需的角色到Service Account以便能夠使用Rancher設置Kubernetes集群。添加下面顯示的角色並創建Service Account。

角色添加完成之后，點擊【Continue and Done】。

現在我們需要創建一個Ubuntu VM實例，它將會被托管在GCP上。執行路徑為：【Compute Engine > VM Instances > Create New Instance】

出於本次demo的目的，我選擇了n1-standard-2機器類型。選擇Ubuntu鏡像，需要點擊【Boot Disk > Change】並且在操作系統的選項中選擇Ubuntu，版本選擇Ubuntu 18.04

需要檢查一下是否允許HTTPS流量，檢查路徑為【Firewall > Allow HTTPS traffic】

使用以上設置創建VM實例僅需幾分鍾。創建完成后，使用SSH連接到VM。在將terminal連接到VM的情況下，下一步是通過執行以下命令來安裝Rancher：

$ sudo docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 rancher/rancher

注意：如果沒有找到Docker，請按照以下說明在Ubuntu VM上安裝它：

https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-install-and-use-docker-on-ubuntu-18-04

創建GKE集群

要訪問Rancher server UI並創建登錄名，請打開瀏覽器並轉到安裝它的IP地址。

例如：https:// /login

注意：如果你在嘗試訪問Rancher UI時遇到任何問題，請嘗試使用Chrome Incognito模式加載頁面或禁用瀏覽器緩存。

按照提示創建一個新帳戶。

創建帳戶后，請轉到https:// /g/clusters。然后單擊【Add Cluster】以創建GKE集群。

選擇GKE並給集群命名。

現在我們需要從之前創建的GCP Service Account中添加私鑰。可以在【IAM & admin > Service Accounts > Create Key】下找到。

這將生成一個包含私鑰詳細信息的JSON文件。

復制JSON文件的內容到Rancher UI中的Service Account部分並單擊【Next】。

考慮到本教程的目的，我選擇了n1-standard-4機器類型，打開了【Node Pool Autoscaling】，並將最大節點數設置為24。單擊【Create】。

通過確保將集群的狀態設置為Active來驗證是否已創建集群。請耐心等待，這將需要幾分鍾的時間。

還可以通過轉到【Kubernetes Engine>Clusters】從GCP項目訪問該集群。

在GKE上安裝Longhorn

Rancher安裝完成后，我們可以使用其UI來在GKE集群上安裝和設置Longhorn。

單擊該集群，在本例中為longhorn-demo，然后選擇【System】。

接下來點擊【Apps>Launch】，搜索Longhorn，並點擊該卡片。

給deployment命名，也可以使用默認名稱，然后點擊【Launch】。安裝完成后，你可以通過點擊/index.html鏈接來訪問Longhorn UI。

驗證是否已安裝Longhorn，並且GKE集群節點是否可見。

使用Helm在GKE集群上安裝YugabyteDB

下一步是在GKE集群上安裝YugabyteDB。可以通過執行以下鏈接中的步驟來完成：

https://docs.yugabyte.com/latest/deploy/kubernetes/helm-chart/

以下將概述這些步驟：

驗證並升級Helm

首先，通過使用Helm版本命令來檢查Helm是否已經安裝：

$ helm version



Client: &version.Version{SemVer:"v2.14.1", GitCommit:"5270352a09c7e8b6e8c9593002a73535276507c0", GitTreeState:"clean"}

Error: could not find tiller

如果你遇到與Tiller相關的問題，例如上述錯誤，則可以使用升級選項初始化Helm：

$ helm init --upgrade --wait



$HELM_HOME has been configured at /home/jimmy/.helm.

Tiller (the Helm server-side component) has been installed into your Kubernetes Cluster.

Please note: by default, Tiller is deployed with an insecure 'allow unauthenticated users' policy.

To prevent this, run `helm init` with the --tiller-tls-verify flag.

For more information on securing your installation see: https://docs.helm.sh/using_helm/#securing-your-helm-installation

根據以下文檔，你應該能夠使用Helm chart來安裝YugabyteDB：

https://docs.yugabyte.com/latest/deploy/kubernetes/single-zone/oss/helm-chart/

創建一個Service account

在創建集群之前，你需要有一個service account，它應該被授予集群管理員的角色。使用以下命令創建一個yugabyte-helm service account，並授予cluster-admin的集群角色。

$ kubectl create -f
https://raw.githubusercontent.com/yugabyte/charts/master/stable/yugabyte/yugabyte-rbac.yaml



serviceaccount/yugabyte-helm created

clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/yugabyte-helm created

初始化Helm

$ helm init --service-account yugabyte-helm --upgrade --wait



$HELM_HOME has been configured at /home/jimmy/.helm.



Tiller (the Helm server-side component) has been upgraded to the current version.

創建一個命名空間

$ kubectl create namespace yb-demo



namespace/yb-demo created

添加chart鏡像倉庫

$ helm repo add yugabytedb https://charts.yugabyte.com



"yugabytedb" has been added to your repositories

從鏡像倉庫中獲取更新

$ helm repo update



Hang tight while we grab the latest from your chart repositories...

...Skip local chart repository

...Successfully got an update from the "yugabytedb" chart repository

...Successfully got an update from the "stable" chart repository

Update Complete.

安裝YugabyteDB

我們將使用Helm chart來安裝YugabyteDB並且將使用Load Balancer公開UI端點和YSQL、Yugabyte SQL API。此外，我們將在資源不足的環境中使用Helm資源選項，並指定Longhorn存儲類。這將需要一段時間，需要耐心等待。你可以在文檔中找到關於Helm的詳細說明：

https://docs.yugabyte.com/latest/deploy/kubernetes/gke/helm-chart/

$ helm install yugabytedb/yugabyte --set resource.master.requests.cpu=0.1,resource.master.requests.memory=0.2Gi,resource.tserver.requests.cpu=0.1,resource.tserver.requests.memory=0.2Gi,storage.master.storageClass=longhorn,storage.tserver.storageClass=longhorn  --namespace yb-demo --name yb-demo --timeout 1200 --wait

執行以下命令以檢查YugabyteDB集群的狀態：

$ helm status yb-demo

你還可以通過訪問GKE的“Services & Ingress and Workloads”頁面來驗證是否已安裝所有組件並進行通信。

你也可以通過訪問端口7000上yb-master-ui服務的端點來查看管理UI中的YugabyteDB安裝。

你還可以通過執行以下命令登錄到PostgreSQL兼容的shell：

kubectl exec -n yb-demo -it yb-tserver-0 /home/yugabyte/bin/ysqlsh -- -h yb-tserver-0.yb-tservers.yb-demo



ysqlsh (11.2-YB-2.0.12.0-b0)

Type "help" for help.

yugabyte=#

現在，你可以開始創建數據庫對象和處理數據了。

使用Longhorn管理YugabyteDB volume

接下來，重新加載Longhorn dashboard，以驗證YugabyteDB volume已正確設置。Volume的數量現在應該處於可見狀態：

單擊【volume】以管理volume。各個volume應該可見。

現在可以通過選擇它們以及所需的操作來管理volume。

就是它！現在，你已經可以在有Longhorn作為分布式塊存儲的GKE上運行YugabyteDB了！