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Kubernetes入门之微服务实践

微服务是最近几年非常流行的平台架构方案。微服务将项目拆分成多个小而全的工程，工程之间通过http或tcp交互自己的数据。微服务的部署一直都是一个棘手的问题，由于docker, kubernetes的兴起，让我们管理部署微服务更加简单。
可以通过gitlab + docker + harbor + drone + kubernetes打造公司项目一键管理发布，扩容，下架。
这篇文章会讲解如何从零开始部署一个项目到kubernetes，你需要了解一些kubernetes, Docker的基础知识，比如Deployment、Pods、Service、Ingress和Dockerfile等一些知识点。你可以通过这篇文章来学习下。

一个微小的服务

通过编写一个简单程序来作为我们的第一个微服务。使golang的echo架构编写几个简单的http接口。

我将使用go的1.12版本，为工程初化一个mod。

go mod init github.com/tianliangzhou/k8s-microservice
Bash

Note: 如果你想使用go mod功能，你需要将你的go升级到1.11以上.

接口实现

示例中实现了三个接口，监听本地端口1323。

  1. 一个将输出Hello, World!
  2. 随机输出一段长度等于10的字符串
  3. 输出一段html表格(内容读取本地文件)

package main

import (
    "github.com/labstack/echo/v4"
    "github.com/labstack/echo/v4/middleware"
    echoRandom "github.com/labstack/gommon/random"
    "io/ioutil"
    "net/http"
    "os"
)

func main() {
    // Echo instance
    e := echo.New()
    // Middleware
    e.Use(middleware.Logger())
    e.Use(middleware.Recover())
    // Routes
    e.GET("/", hello)
    e.GET("/random", random)
    e.GET("/table", table)
    // Start server
    e.Logger.Fatal(e.Start(":1323"))
}

// Handler
func hello(c echo.Context) error {
    return c.String(http.StatusOK, "Hello, World!")
}
func random(c echo.Context) error {
    return c.String(http.StatusOK, echoRandom.String(10, echoRandom.Uppercase, echoRandom.Lowercase))
}
func table(c echo.Context) error {

    fs, _ := os.Open("./template/table.html")

    table, _ := ioutil.ReadAll(fs)
    html := string(table)
    return c.HTML(http.StatusOK, html)
}
Go

完成代码之后，执行下go mod vendor，将代码依赖下载到vendor目录中。

编译测试

代码完成后，可以编译测试下接口。

meshell@k8s-microservice$ go build
meshell@k8s-microservice$ ./k8s-microservice
 ____    __
/ __/___/ /  ___
/ _// __/ _ \/ _ \
/___/\__/_//_/\___/ v4.1.5
High performance, minimalist Go web framework
https://echo.labstack.com
____________________________________O/_______
                                  O\
⇨ http server started on [::]:1323
Bash

测试下面三个地址:

  1. http://127.0.0.1:1323/
  2. http://127.0.0.1:1323/random
  3. http://127.0.0.1:1323/table

打包镜像

打包镜像需要自己有hub.docker.com的账号，下载Docker客户端登录其账号。在代码根目录新建Dockerfile文件，它是描述镜像构建流程的文本文件，编写一些特定的组合指令来完成。
你可以通过这篇文章来了解怎么编写Dockerfile文件。


FROM golang:1.12.7 

WORKDIR /go/src/project/

COPY . /go/src/project/
RUN go build -o /go/bin/k8s-microservice
EXPOSE 1323/tcp
ENTRYPOINT ["/go/bin/k8s-microservice"]
Docker

上面就是整个Dockerfile的完整内容。

构建镜像

通过docker build命令可以构建一个完整的镜像，之后通过docker run命令运行docker镜像。

meshell@k8s-microservice$ docker build -t k8s-microservice:lastet .
Sending build context to Docker daemon  22.15MB
Step 1/6 : FROM golang:1.12.7
 ---> be63d15101cb
Step 2/6 : WORKDIR /go/src/project/
 ---> Using cache
 ---> c2613edfead2
Step 3/6 : COPY . /go/src/project/
 ---> a42e4a1c96c5
Step 4/6 : RUN go build -o /go/bin/k8s-microservice
 ---> Running in ad280dcd951e
Removing intermediate container ad280dcd951e
 ---> c16dd3cf8c24
Step 5/6 : EXPOSE 1323/tcp
 ---> Running in d6b0ee26c004
Removing intermediate container d6b0ee26c004
 ---> b2f52c9c90e5
Step 6/6 : ENTRYPOINT ["/go/bin/k8s-microservice"]
 ---> Running in 29628dc95289
Removing intermediate container 29628dc95289
 ---> 6827bacf77de
Successfully built 6827bacf77de
Successfully tagged k8s-microservice:lastet
Bash

在docker环境运行镜像。将本地1323端口转发到容器中的1323端口。

meshell@k8s-microservice$ docker run -p 1323:1323 --rm k8s-microservice:lastet 

   ____    __
  / __/___/ /  ___
 / _// __/ _ \/ _ \
/___/\__/_//_/\___/ v4.1.5
High performance, minimalist Go web framework
https://echo.labstack.com
____________________________________O/_______
                                    O\
⇨ http server started on [::]:1323
Bash

现在又可以访问测试地址，只是这次程序布署在docker环境中而不是本地。

推送镜像

在kubernetes中创建Deployment是需要镜像名称的，我们需要把自己的镜像推送到docker镜像仓库中。

为镜像打上tag指定远程境像名称，使用docker push推送镜像。

meshell@k8s-microservice$ docker tag k8s-microservice  mfkgdyve/k8s-microservice:latest
meshell@k8s-microservice$ docker push  mfkgdyve/k8s-microservice:latest
Bash

推送完成之后可以查看hub.docker.com自己的repository。本境像的地址https://cloud.docker.com/repository/docker/mfkgdyve/k8s-microservice

部署

部署到kubernetes之前我们需要创建对应的Deployment、Service、Ingress对象的配置文件。

  • Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: echo-demo-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: echo-demo
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: echo-demo
    spec:
      containers:
      - name: k8s-microservice
        image: mfkgdyve/k8s-microservice:latest
        ports:
        - containerPort: 1323
YAML

通过kubectl apply创建部署:

meshell@k8s-microservice$ kubectl apply -f k8s-microservice-deployment.yaml
deployment.extensions/echo-demo-deployment created
Bash

创建建之后需要等待一段时间，从配置文件(replicas: 3)可以看到我们创建了三个副本(Pods)。

可以通过kubectl get deployment echo-demo-deployment或者kubectl describe deployment echo-demo-deployment查看Deployment的情况。

  • Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: echo-demo-service
spec:
  selector:
    app: echo-demo
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 1323
      targetPort: 1323
YAML

以标签为app=echo-demo的Pod的TCP端口1323为目标对名为”echo-demo-service”的Endpoint对象进行POST更新。

通过kubectl apply创建服务:

meshell@k8s-microservice$ kubectl apply -f k8s-microservice-service.yaml
service/echo-demo-service created
Bash

通过kubectl get service查看服务:

meshell@k8s-microservice$ kubectl get service
NAME                TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
echo-demo-service   ClusterIP   10.98.119.95    <none>        1323/TCP  12s
kubernetes          ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP   11d
nginx-service       ClusterIP   10.101.100.90   <none>        80/TCP    4d20h
Bash
  • Ingress
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: echo-demo-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: \"false\"
spec:
  rules:
    - host: echo.demo
      http:
        paths:
        - path: /
          backend:
            serviceName: echo-demo-service
            servicePort: 1323
YAML

指host为echo.demo的请求访问到服务名echo-demo-service上面。

通过kubectl apply创建Ingress:

meshell@k8s-microservice$ kubectl apply -f k8s-microservice-ingress.yaml
ingress.extensions/echo-demo-ingress created
Bash

查看Ingress:

meshell@k8s-microservice$ kubectl get ingress
NAME                HOSTS        ADDRESS     PORTS   AGE
echo-demo-ingress   echo.demo                80      34s
nginx-ingress       loocode.de   10.0.2.15   80      4d20h
Bash

现在只需要把echo.demo绑定到集成ip就行了。我这里是本地集群环境使用minikube ip来获得ip。

meshell@k8s-microservice$ minikube ip
192.168.99.105
Bash

修改/etc/hosts文件将域名绑定到ip上。

192.168.99.105 echo.demo
Bash

service-demo-1
service-demo-2
service-demo-3

整个部署过程已经完成，如果你想增加Pods你只需要加大(replicas: 3)配置就行了。可以将整个流程部署在公司内网实现一键发布，扩容，下架。
文章就到此为止了，如果你什么问题你可以在正文留言反馈。

推荐阅读

  1. https://docs.docker.com/engine/reference/builder
  2. https://kubernetes.io/docs/setup/learning-environment/minikube/
  3. https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/
  4. https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress/
  5. 工程源码

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