从零开始:使用Kubernetes搭建高可用的云原生应用环境
随着云计算和容器技术的不断发展,云原生应用环境已成为众多企业的首选。基于这个趋势,Kubernetes成为了目前最为流行的容器编排工具之一。本文将介绍如何从零开始,使用Kubernetes搭建高可用的云原生应用环境。
前置要求:
1. 一台物理机或虚拟机,需要至少4G内存和2个CPU。
2. 安装并配置好Docker,可参考官方文档。
3. 安装并配置好Kubernetes集群,可使用工具如kubeadm、kubespray等。
本文将以kubeadm方式安装Kubernetes为例进行介绍。
第一步:安装Kubernetes
以Ubuntu 20.04系统为例,使用以下命令安装最新版本的Kubernetes:
```
apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
cat </etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF
apt-get update
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
```
安装完成后,使用以下命令初始化Kubernetes集群:
```
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
```
这里,我们使用了CNI插件的flannel网络模型,默认分配的PodIP将会在10.244.0.0/16网段内。
初始化完成后,我们需要将Kubernetes配置文件复制到用户目录下,以便使用kubectl命令进行管理:
```
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
```
接下来,我们需要安装网络插件flannel。使用以下命令进行安装:
```
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
```
安装完成后,使用以下命令查看所有节点是否都已经成功加入集群:
```
kubectl get nodes
```
第二步:部署示例应用
为了验证我们的集群是否正常工作,我们需要部署一个简单的示例应用。这里,我们使用deployment方式部署一个nginx容器。创建nginx-deployment.yaml文件,内容如下:
```
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
ports:
- containerPort: 80
```
使用以下命令进行部署:
```
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
```
使用以下命令查看nginx容器是否正常运行:
```
kubectl get pods
```
第三步:部署高可用的Ingress
Ingress是Kubernetes中用于实现负载均衡的一种方式。为了使我们的集群具有高可用性,我们需要将Ingress部署在多个节点上。这里,我们使用nginx-ingress-controller来实现Ingress的高可用性。创建nginx-ingress.yaml文件,内容如下:
```
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: ingress-nginx
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: nginx-configuration
namespace: ingress-nginx
data:
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: tcp-services
namespace: ingress-nginx
data:
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: udp-services
namespace: ingress-nginx
data:
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-ingress-controller
namespace: ingress-nginx
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: ingress-nginx
template:
metadata:
labels:
app: ingress-nginx
spec:
containers:
- name: nginx-ingress-controller
image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.32.0
args:
- /nginx-ingress-controller
- --default-backend-service=$(POD_NAMESPACE)/default-http-backend
- --configmap=$(POD_NAMESPACE)/nginx-configuration
- --tcp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/tcp-services
- --udp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/udp-services
- --annotations-prefix=nginx.ingress.kubernetes.io
- --report-node-internal-ip-address
- --publish-service=$(POD_NAMESPACE)/ingress-nginx-controller
- --election-id=ingress-controller-leader
- --ingress-class=nginx
- --watch-namespace=$(POD_NAMESPACE)
env:
- name: POD_NAME
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.name
- name: POD_NAMESPACE
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.namespace
ports:
- containerPort: 80
- containerPort: 443
livenessProbe:
httpGet:
path: /healthz
port: 10254
scheme: HTTP
initialDelaySeconds: 10
timeoutSeconds: 30
periodSeconds: 10
successThreshold: 1
failureThreshold: 5
readinessProbe:
httpGet:
path: /healthz
port: 10254
scheme: HTTP
initialDelaySeconds: 10
timeoutSeconds: 30
periodSeconds: 10
successThreshold: 1
failureThreshold: 3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: ingress-nginx-controller
namespace: ingress-nginx
spec:
type: NodePort
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30080
- name: https
port: 443
targetPort: 443
nodePort: 30443
selector:
app: ingress-nginx
```
使用以下命令进行部署:
```
kubectl apply -f nginx-ingress.yaml
```
使用以下命令查看nginx-ingress-controller是否正常运行:
```
kubectl get pods -n ingress-nginx
```
第四步:使用Ingress部署示例应用
为了将nginx容器通过Ingress进行暴露,我们需要创建一个Ingress资源。创建nginx-ingress.yaml文件,内容如下:
```
apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
rules:
- host: example.com
http:
paths:
- path: /nginx
backend:
serviceName: nginx-deployment
servicePort: 80
```
其中,host字段为你的域名,path字段为你想要暴露的路径,serviceName和servicePort字段分别为需要暴露的服务名和端口号。
使用以下命令进行部署:
```
kubectl apply -f nginx-ingress.yaml
```
使用以下命令查看Ingress是否正常运行:
```
kubectl get ingress
```
至此,我们已经成功地使用Kubernetes搭建了一个高可用的云原生应用环境。在实际应用中,我们可以通过增加节点数、使用不同的网络模型等方式来进一步提高集群的可用性和性能。