Kubernetes架構師：基於世界500強的k8s實戰課程2020年最新 K8S實戰基礎篇：一文帶你深入了解K8S實戰部署SpringBoot項目
1.前言
雲原生可以說是當下互聯網行業最火爆的概念和技術，雲原生從字面意思上來看可以分成雲和原生兩個部分。
雲是和本地相對的，傳統的應用必須跑在本地服務器上，現在流行的應用都跑在雲端，雲包含了IaaS,、PaaS和SaaS。
原生就是土生土長的意思，我們在開始設計應用的時候就考慮到應用將來是運行雲環境里面的，要充分利用雲資源的優點，比如️雲服務的彈性和分布式優勢。
聊到雲原生，避不開的就是容器技術，而docker作為最流行的容器技術,已經經過很多年的線上實戰。今天我們不深入聊雲原生，docker這些技術概念，今天我們聊一聊時下最火的容器編排技術：K8S-實戰部署SpringBoot項目。
2.簡介
2.1.為什么寫這篇文章
前言中提到雲原生、docker、K8S，我是18年第一次docker，也是在18年接觸K8S，相對這門技術來說，我接觸的時候已經有些晚了，因為在之后的面試中，已經感受到這些技術在大廠已經用的很成熟了，之前都在小公司，並不了解這些技術是什么，干什么用，加上國內這方面的資料又比較少，學起來是相當吃力。而到大廠之后，發現這些技術無處不在，並且基礎設施建設已經很完備，一鍵部署雲端的騷操作，讓開發只需要關心業務而無需關心安裝部署等繁瑣的工作。禍兮福之所倚；福兮禍之所伏，大廠的技術設施完備的同時，另一方面也消弱了你去了解基礎設施背后的技術原理能力。正是認識到這一點，今天才寫這篇文章，為迷途中的孩子找到回家的路。廢話不多，擼起袖子，干就完了！
這里沒有任何馬后炮套話，只有粗暴的干貨。寫大家看得懂、用得着、賺得到的文章是唯一宗旨！
2.2.需求描述
我有一個簡單的Springboot項目，想部署在K8S集群中，能夠實現擴縮容，負載均衡，同時我有一個互聯網域名，我想把這個域名綁定在這個服務上，能夠在有網絡的地方訪問。
2.3.需求分析
這個需求我想在很多剛開始接觸docker，k8s等技術的老鐵身上都會遇到過，真正實現起來，並不是那么容易，聽我一一道來：
image—Springboot項目一般是以jar包的形式跑在像centos等服務器上，運行nohup java -jar xxx.jar &命令就能啟動起來。但是在k8s中，運行起來的的並不是jar,而是image，因此我們需要把jar打包成image;
自動擴縮—最基礎的image有了，接下來就要考慮的是自動擴縮：顧名思義，比如說就是在服務訪問量大的時候，我可以添加實例，來減少每個服務實例的壓力，在訪問量小的時候，我可以刪除一部分實例，來實現資源的高效利用。
負載均衡—當我們的實例越來越多，我並不希望把所有的請求都落在一個實例上，如若不然，我們自動擴縮也就沒了意義，傳統方法我們可以用Nginx等實現負載均衡，待會來看看K8S能做些什么
域名綁定—這個就沒什么好說的了。
3. 部署實戰
3.1 環境准備
工欲善其事，必先利其器:
Springboot jar包
K8S集群環境
K8S集群環境部署我就不在這里展開講了，我們准備一個最簡單的Springboot項目，里面只有一個接口，訪問localhost:8088，返回服務器的hostname，當整個部署工作完成之后，我們通過域名訪問這個接口，返回的應該是不同的container的hostname，那我們的任務就完成了。
3.2 image准備
我們都知道，所有image的生成都離不開Dockerfile技術，我們有了一個jar包，要利用Dockerfile技術生成一個image。廢話不多，上代碼：
#使用jdk8作為基礎鏡像
FROM java:8
#指定作者
MAINTAINER ***
#暴漏容器的8088端口
#EXPOSE 8088
#將復制指定的docker-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar為容器中的job.jar，相當於拷貝到容器中取了個別名
ADD docker-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar /job.jar
#創建一個新的容器並在新的容器中運行命令
RUN bash -c ‘touch /job.jar’
#設置時區
ENV TZ=PRC
RUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/$TZ /etc/localtime && echo $TZ > /etc/timezone
#相當於在容器中用cmd命令執行jar包 指定外部配置文件
ENTRYPOINT [“java”,”-jar”,”/job.jar”]
Dockerfile文件里面有注釋，具體的每一行代碼什么意思我就不展開多講了，這不是今天的重點，接下來，我們把docker-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar，Dockerfile文件放在同一個目錄，上傳到K8S的master 節點上，在目錄內執行如下命令生成images
$ docker build .
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我們可以看到生成image的過程,通過docker images 查看鏡像
生成一個 docker-demo:latest的image鏡像。
注意：我們部署的是集群，要想K8S集群中都能拉到這個鏡像，那我們有以下兩種方式：
方法一：我們把這個docker-demo:latest上傳到遠端倉庫，這個倉庫可以是我們自己的，或者是像我一樣注冊一個阿里雲的賬號，上傳到阿里雲自己的容器鏡像服務倉庫，如下圖：
具體步驟：
1.1 docker登陸阿里雲容器鏡像服務，需要輸入密碼
$ docker login –username=24k不怕(寫自己的用戶名) registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com
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1.2 在阿里雲上創建命名空間：例：cuixhao-docker-demo
1.3 鏡像打標簽
$ docker tag docker-demo:latest registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/cuixhao-docker-demo/docker-demo:latest
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1.4 push到阿里雲
$ docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/cuixhao-docker-demo/docker-demo:latest
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1.5 刪除掉docker-demo:latest
$ docker rmi docker-demo:latest
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方法二 把剛才創建image的過程，在集群中每一台節點上都執行一遍，保證集群中每一台都有這個鏡像。我采用的是二者的結合：先在master上把鏡像生成，上傳到阿里雲，然后在另外的節點上，通過docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/cuixhao-docker-demo/docker-demo:latest 命令，從阿里雲上拉到本地，然后在通過 docer tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/cuixhao-docker-demo/docker-demo:latest docker-demo:latest命令打標簽，然后刪掉拉取到的鏡像：docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/cuixhao-docker-demo/docker-demo:latest,
為什么這么做？因為我阿里雲建的命名空間中的image都是私有，K8S拉取image的時候是需要集群中都配置ca證書的，如果設置為公開則不存在這個問題。所以我用docker-demo:latest這個鏡像，直接用本地的，部署的時候不用再去阿里雲拉取。
3.3 部署2個實例
3.3.1 編寫yaml文件
基礎鏡像准備好了，那我們就開始部署吧。我們知道，k8s有deployment ,service等概念，這里不詳細講，簡單描述一下：deployment(命名空間)，管理pod集群，service,管理pod中的服務。我們在master 節點編輯一個 ingress-docker-docker-deployment.yaml 文件
$ vi ingress-docker-docker-deployment.yaml
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鍵入以下內容
由yaml文件內容我們可以讀出：我們創建了一個 名字我為ingress-docker-demo-deployment的deployment,里面有2個 docker-demo 的pod (replicas: 2)，和一個名字為ingress-docker-demo-service的service，管理名字為ingress-docker-demo的pod服務，目標端口8088，即我們的springboot服務所用端口，對外提供80端口。
3.3.2 啟動
在master執行如下命令啟動deployment 和service：
$ kubectl apply -f ingress-docker-docker-deployment.yaml
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查看啟動結果：
$ kubectl get pod -o wide
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我們可以看到啟動結果，兩個container分別在 worker01，worker02這兩個節點上，可以看到，K8S集群給我們分配了兩個IP:192.168.14.11,192.168.221.73。我們思考以下三個問題：
a. 在集群中，我們通過以上訪問這兩個服務，能訪問通嗎，是通過8088端口還是80端口？
我們不妨嘗試一下，在集群中任何一個節點執行如下命令：
$ curl 192.168.14.11:8088
$ curl 192.168.221.73:8088
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我們可以看到，接口返回了各自container的hostname，說明我們的服務是部署啟動成功了，訪問80端口是不通的，有興趣的老鐵可以試一下，因為80是我們對外的端口，所以用container ip是訪問不通的。
b. 在集群內部訪問，我們如何做到負載均衡？
有老鐵可能會考慮一個問題，K8S集群中的pod有可能銷毀或者重啟，每次重啟之后的ip不能保證一致，那以上訪問方式肯定是不可采用的。想法很對，我們想訪問一個固定的地址，不管pod如何重啟，ip如何變化，我只訪問這一個ip，這豈不美哉？那我們能不能做到呢？且看如下騷操作：
$ kubectl get svc
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通過以上命令，我們找到了ingress-docker-docker-deployment.yaml中定義的名字為 ingress-docker-demo-service的service,它有一個 CLUSTER-IP,PORT為80,那我們根據K8S中的service的作用，做一個大膽的猜測：我們是不是可以固定的通過 10.103.19.71 (省略默認80端口)或者 10.103.19.71:80 來永久訪問這兩個服務呢？
$ curl 10.103.19.71
$ curl 10.103.19.71:80
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答案是肯定的！，它給我們做了負載均衡！
c. 在集群外部我們如何訪問這兩個服務並且負載均衡？
集群內訪問服務，負載均衡都已經做好了。有的老鐵會問：集群外服想訪問集群內的服務，該如何做呢？別急，還沒完！
3.3.3 引入Ingress
3.3.3.1 Ingress簡介
我們傳統的集群負載均衡做法是在一台機器上安裝Nginx,把我們的服務配置在Nginx上，外部直接訪問你Nginx,它幫我們做負載，做限流，但是今天我們玩了K8S，就不能在用這種方法了，我們大膽的想一下，我們把所有的東西都在K8S做了，豈不美哉！想法很好，”好事者”已經替我們想到了，並且替我們做到了。
kubernetes ingress 文檔
我來簡單介紹一下：
如圖：在K8S中，Ingress 提供 controller接口，由各個負載均衡廠家實現，傳統Nginx是配置在nginx.conf 中，在K8S中，我們只需要配置Ingress 資源yaml就可以，聽起來是不是方便多了，我們可以像管理deployment,service，pod一樣管理Ingress
3.3.3.2 Ingress 安裝
我們使用 Nginx Ingress Controller 來一波騷操作：
編寫 ingress-nginx.yaml
$ vi ingress-nginx.yaml
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鍵入以下內容：
這個文件並不是我胡編亂造自己寫的，是”好事者”幫我們做好了，我只是稍作修改:設置網絡模式為hostNetwork：true，我希望我在集群中一台機器上開一個80端口，用這台機器作為負載均衡入口，因此：nodeSelector: name: ingress。這是節點選擇器配置參數，設置這個，ingress服務會在節點名字為ingress的機器上部署。
接下來我們在集群中的除master節點之外的一個機器上執行下個命令：給這台hostname為worker01-kubeadm-k8s的機器取個別名ingress
$ kubectl label node worker01-kubeadm-k8s name=ingress
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接下來，我們在master節點執行安裝ingress操作
$ kubectl apply -f ingress-nginx.yaml
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安裝過程有點兒慢，因為有個鏡像比較難拉取：quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.26.1，建議執行 docker pull 先拉取到本地，上傳到阿里雲，然后在各個節點從阿里雲拉取，然后在打tag的騷操作，都是有經驗的程序員，你們知道我在說什么！
3.3.3.3 Ingress 配置啟動
編寫Ingress yaml資源：
$ vi nginx-ingress.yaml
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鍵入以下內容：
文件定義了一種Ingress的資源，配置host為：test.test.com,代理K8S中名字為ingress-docker-demo-service的 Service, Service端口為80.看起來是不是和Nginx配置有點兒類似？
最后一步：啟動
$ kubectl apply -f nginx-ingress.yaml
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3.3.3.4 驗證
因為test.test.com是不存在的域名，我們都是有經驗的開發人員，很自然的想到去修改本地host : 添加 ip test.test.com,ip為K8S節點中設置的別名為ingress的ip地址
瀏覽器訪問：
完美！
3.3.3.4 自動擴縮
使用如下命令,可以然服務實現自動擴縮：
$ kubectl autoscale ingress-docker-docker-deployment.yaml –min=2 –max=5 –cpu-percent=80
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還有很多自動擴縮的規則，老鐵們自己探討！
4. 總結
K8S實戰還有很多玩法，我今天只是講了最簡單的服務部署，在不同的生產環境中，需求也是不一樣的，比如說：一個簡單的web應用，有mysql數據庫，有redis,有springboot應用，都要在K8S中實踐，這又是另一種部署方法，但萬變不離其宗，核心都是要深入了解K8S網絡，只有網絡打通了，各個組件才會暢通無阻的運行。有興趣的老鐵可以關注一波，一起Hello World！