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无状态应用程序

1: 公开外部 IP 地址以访问集群中应用程序
2: 示例：使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序

1 - 公开外部 IP 地址以访问集群中应用程序

此页面显示如何创建公开外部 IP 地址的 Kubernetes 服务对象。

准备开始

安装 kubectl.
使用 Google Kubernetes Engine 或 Amazon Web Services 等云供应商创建 Kubernetes 集群。本教程创建了一个外部负载均衡器，需要云供应商。
配置 kubectl 与 Kubernetes API 服务器通信。有关说明，请参阅云供应商文档。

教程目标

运行 Hello World 应用程序的五个实例。
创建一个公开外部 IP 地址的 Service 对象。
使用 Service 对象访问正在运行的应用程序。

为一个在五个 pod 中运行的应用程序创建服务

在集群中运行 Hello World 应用程序：

service/load-balancer-example.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app.kubernetes.io/name: load-balancer-example
  name: hello-world
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: load-balancer-example
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: load-balancer-example
    spec:
      containers:
      - image: gcr.io/google-samples/node-hello:1.0
        name: hello-world
        ports:
        - containerPort: 8080

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/service/load-balancer-example.yaml

前面的命令创建一个 Deployment 对象和一个关联的 ReplicaSet 对象。 ReplicaSet 有五个 Pods，每个都运行 Hello World 应用程序。

显示有关 Deployment 的信息：

kubectl get deployments hello-world
kubectl describe deployments hello-world

显示有关 ReplicaSet 对象的信息：

kubectl get replicasets
kubectl describe replicasets

创建公开 Deployment 的 Service 对象：

kubectl expose deployment hello-world --type=LoadBalancer --name=my-service

显示有关 Service 的信息：
```
kubectl get services my-service
```
输出类似于：
```
NAME         TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP      PORT(S)    AGE
my-service   LoadBalancer   10.3.245.137   104.198.205.71   8080/TCP   54s
```
提示：type=LoadBalancer 服务由外部云服务提供商提供支持，本例中不包含此部分，详细信息请参考此页

提示：如果外部 IP 地址显示为 <pending>，请等待一分钟再次输入相同的命令。

显示有关 Service 的详细信息：

kubectl describe services my-service

输出类似于：

Name:           my-service
Namespace:      default
Labels:         app.kubernetes.io/name=load-balancer-example
Annotations:    <none>
Selector:       app.kubernetes.io/name=load-balancer-example
Type:           LoadBalancer
IP:             10.3.245.137
LoadBalancer Ingress:   104.198.205.71
Port:           <unset> 8080/TCP
NodePort:       <unset> 32377/TCP
Endpoints:      10.0.0.6:8080,10.0.1.6:8080,10.0.1.7:8080 + 2 more...
Session Affinity:   None
Events:         <none>

记下服务公开的外部 IP 地址（LoadBalancer Ingress)。在本例中，外部 IP 地址是 104.198.205.71。还要注意 Port 和 NodePort 的值。在本例中，Port 是 8080，NodePort 是32377。

在前面的输出中，您可以看到服务有几个端点： 10.0.0.6:8080、10.0.1.6:8080、10.0.1.7:8080 和另外两个，这些都是正在运行 Hello World 应用程序的 pod 的内部地址。要验证这些是 pod 地址，请输入以下命令：

kubectl get pods --output=wide

输出类似于：

NAME                         ...  IP         NODE
hello-world-2895499144-1jaz9 ...  10.0.1.6   gke-cluster-1-default-pool-e0b8d269-1afc
hello-world-2895499144-2e5uh ...  10.0.1.8   gke-cluster-1-default-pool-e0b8d269-1afc
hello-world-2895499144-9m4h1 ...  10.0.0.6   gke-cluster-1-default-pool-e0b8d269-5v7a
hello-world-2895499144-o4z13 ...  10.0.1.7   gke-cluster-1-default-pool-e0b8d269-1afc
hello-world-2895499144-segjf ...  10.0.2.5   gke-cluster-1-default-pool-e0b8d269-cpuc

使用外部 IP 地址（LoadBalancer Ingress）访问 Hello World 应用程序:
```
curl http://<external-ip>:<port>
```
其中 <external-ip> 是您的服务的外部 IP 地址（LoadBalancer Ingress）， <port> 是您的服务描述中的 port 的值。如果您正在使用 minikube，输入 minikube service my-service 将在浏览器中自动打开 Hello World 应用程序。

成功请求的响应是一条问候消息：
```
Hello Kubernetes!
```

清理现场

要删除服务，请输入以下命令：

kubectl delete services my-service

要删除正在运行 Hello World 应用程序的 Deployment，ReplicaSet 和 Pod，请输入以下命令：

kubectl delete deployment hello-world

接下来

进一步了解将应用程序与服务连接。

2 - 示例：使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序

本教程向您展示如何使用 Kubernetes 和 Docker 构建和部署一个简单的 (非面向生产的) 多层 web 应用程序。本例由以下组件组成：

单实例 Redis 以保存留言板条目
多个 web 前端实例

教程目标

启动 Redis 领导者（Leader）
启动两个 Redis 跟随者（Follower）
公开并查看前端服务
清理

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。建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不作为控制平面主机。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：

您的 Kubernetes 服务器版本必须不低于版本 v1.14. 要获知版本信息，请输入 kubectl version.

启动 Redis 数据库

留言板应用程序使用 Redis 存储数据。

创建 Redis Deployment

下面包含的清单文件指定了一个 Deployment 控制器，该控制器运行一个 Redis Pod 副本。

application/guestbook/redis-leader-deployment.yaml

# SOURCE: https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-leader
  labels:
    app: redis
    role: leader
    tier: backend
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: leader
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: leader
        image: "docker.io/redis:6.0.5"
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 6379

从 redis-leader-deployment.yaml 文件中应用 Redis Deployment：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-leader-deployment.yaml

查询 Pod 列表以验证 Redis Pod 是否正在运行：

kubectl get pods

响应应该与此类似：

NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
redis-leader-fb76b4755-xjr2n   1/1     Running   0          13s

运行以下命令查看 Redis Deployment 中的日志：
```
kubectl logs -f deployment/redis-leader
```

创建 Redis 领导者服务

留言板应用程序需要往 Redis 中写数据。因此，需要创建 Service 来转发 Redis Pod 的流量。Service 定义了访问 Pod 的策略。

application/guestbook/redis-leader-service.yaml

# SOURCE: https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-leader
  labels:
    app: redis
    role: leader
    tier: backend
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    app: redis
    role: leader
    tier: backend

使用下面的 redis-leader-service.yaml 文件创建 Redis的服务：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-leader-service.yaml

查询服务列表验证 Redis 服务是否正在运行：

kubectl get service

响应应该与此类似：

NAME           TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes     ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP    1m
redis-leader   ClusterIP   10.103.78.24 <none>        6379/TCP   16s

说明： 这个清单文件创建了一个名为 redis-leader 的 Service，其中包含一组与前面定义的标签匹配的标签，因此服务将网络流量路由到 Redis Pod 上。

设置 Redis 跟随者

尽管 Redis 领导者只有一个 Pod，你可以通过添加若干 Redis 跟随者来将其配置为高可用状态，以满足流量需求。

application/guestbook/redis-follower-deployment.yaml

# SOURCE: https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-follower
  labels:
    app: redis
    role: follower
    tier: backend
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
        role: follower
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: follower
        image: gcr.io/google_samples/gb-redis-follower:v2
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 6379

应用下面的 redis-follower-deployment.yaml 文件创建 Redis Deployment：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-follower-deployment.yaml

通过查询 Pods 列表，验证两个 Redis 跟随者副本在运行：

kubectl get pods

响应应该类似于这样：

NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
redis-follower-dddfbdcc9-82sfr   1/1     Running   0          37s
redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k   1/1     Running   0          38s
redis-leader-fb76b4755-xjr2n     1/1     Running   0          11m

创建 Redis 跟随者服务

Guestbook 应用需要与 Redis 跟随者通信以读取数据。为了让 Redis 跟随者可被发现，你必须创建另一个 Service。

application/guestbook/redis-follower-service.yaml

# SOURCE: https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-follower
  labels:
    app: redis
    role: follower
    tier: backend
spec:
  ports:
    # the port that this service should serve on
  - port: 6379
  selector:
    app: redis
    role: follower
    tier: backend

应用如下所示 redis-follower-service.yaml 文件中的 Redis Service：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-follower-service.yaml

查询 Service 列表，验证 Redis 服务在运行：

kubectl get service

响应应该类似于这样：

NAME             TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    3d19h
redis-follower   ClusterIP   10.110.162.42   <none>        6379/TCP   9s
redis-leader     ClusterIP   10.103.78.24    <none>        6379/TCP   6m10s

说明：

清单文件创建了一个名为 redis-follower 的 Service，该 Service 具有一些与之前所定义的标签相匹配的标签，因此该 Service 能够将网络流量路由到 Redis Pod 之上。

设置并公开留言板前端

现在你有了一个为 Guestbook 应用配置的 Redis 存储处于运行状态，接下来可以启动 Guestbook 的 Web 服务器了。与 Redis 跟随者类似，前端也是使用 Kubernetes Deployment 来部署的。

Guestbook 应用使用 PHP 前端。该前端被配置成与后端的 Redis 跟随者或者领导者服务通信，具体选择哪个服务取决于请求是读操作还是写操作。前端对外暴露一个 JSON 接口，并提供基于 jQuery-Ajax 的用户体验。

创建 Guestbook 前端 Deployment

application/guestbook/frontend-deployment.yaml

# SOURCE: https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
        app: guestbook
        tier: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        app: guestbook
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: gcr.io/google_samples/gb-frontend:v5
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: "dns"
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 80

应用来自 frontend-deployment.yaml 文件的前端 Deployment：

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

查询 Pod 列表，验证三个前端副本正在运行：

kubectl get pods -l app=guestbook -l tier=frontend

响应应该与此类似：

NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-85595f5bf9-5tqhb   1/1     Running   0          47s
frontend-85595f5bf9-qbzwm   1/1     Running   0          47s
frontend-85595f5bf9-zchwc   1/1     Running   0          47s

创建前端服务

应用的 Redis 服务只能在 Kubernetes 集群中访问，因为服务的默认类型是 ClusterIP。 ClusterIP 为服务指向的 Pod 集提供一个 IP 地址。这个 IP 地址只能在集群中访问。

如果你希望访客能够访问你的 Guestbook，你必须将前端服务配置为外部可见的，以便客户端可以从 Kubernetes 集群之外请求服务。然而即便使用了 ClusterIP，Kubernetes 用户仍可以通过 kubectl port-forward 访问服务。

说明： 一些云提供商，如 Google Compute Engine 或 Google Kubernetes Engine，支持外部负载均衡器。如果你的云提供商支持负载均衡器，并且你希望使用它，只需取消注释 type: LoadBalancer。

application/guestbook/frontend-service.yaml

# SOURCE: https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/guestbook
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # if your cluster supports it, uncomment the following to automatically create
  # an external load-balanced IP for the frontend service.
  # type: LoadBalancer
  #type: LoadBalancer
  ports:
    # the port that this service should serve on
  - port: 80
  selector:
    app: guestbook
    tier: frontend

应用来自 frontend-service.yaml 文件中的前端服务：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-service.yaml

查询 Service 列表以验证前端服务正在运行:

kubectl get services

响应应该与此类似：

NAME             TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
frontend         ClusterIP   10.97.28.230    <none>        80/TCP     19s
kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    3d19h
redis-follower   ClusterIP   10.110.162.42   <none>        6379/TCP   5m48s
redis-leader     ClusterIP   10.103.78.24    <none>        6379/TCP   11m

通过 `kubectl port-forward` 查看前端服务

运行以下命令将本机的 8080 端口转发到服务的 80 端口。

kubectl port-forward svc/frontend 8080:80

响应应该与此类似：

Forwarding from 127.0.0.1:8080 -> 80
Forwarding from [::1]:8080 -> 80

在浏览器中加载 http://localhost:8080 页面以查看 Guestbook。

通过 `LoadBalancer` 查看前端服务

如果你部署了 frontend-service.yaml，需要找到用来查看 Guestbook 的 IP 地址。

运行以下命令以获取前端服务的 IP 地址。

kubectl get service frontend

响应应该与此类似：

NAME       TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP        PORT(S)        AGE
frontend   LoadBalancer   10.51.242.136   109.197.92.229     80:32372/TCP   1m

复制这里的外部 IP 地址，然后在浏览器中加载页面以查看留言板。

说明：

尝试通过输入消息并点击 Submit 来添加一些留言板条目。你所输入的消息会在前端显示。这一消息表明数据被通过你之前所创建的 Service 添加到 Redis 存储中。

扩展 Web 前端

你可以根据需要执行伸缩操作，这是因为服务器本身被定义为使用一个 Deployment 控制器的 Service。

运行以下命令扩展前端 Pod 的数量：

kubectl scale deployment frontend --replicas=5

查询 Pod 列表验证正在运行的前端 Pod 的数量：

kubectl get pods

响应应该类似于这样：

NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-85595f5bf9-5df5m        1/1     Running   0          83s
frontend-85595f5bf9-7zmg5        1/1     Running   0          83s
frontend-85595f5bf9-cpskg        1/1     Running   0          15m
frontend-85595f5bf9-l2l54        1/1     Running   0          14m
frontend-85595f5bf9-l9c8z        1/1     Running   0          14m
redis-follower-dddfbdcc9-82sfr   1/1     Running   0          97m
redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k   1/1     Running   0          97m
redis-leader-fb76b4755-xjr2n     1/1     Running   0          108m

运行以下命令缩小前端 Pod 的数量：

kubectl scale deployment frontend --replicas=2

查询 Pod 列表验证正在运行的前端 Pod 的数量：

kubectl get pods

响应应该类似于这样：

NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-85595f5bf9-cpskg        1/1     Running   0          16m
frontend-85595f5bf9-l9c8z        1/1     Running   0          15m
redis-follower-dddfbdcc9-82sfr   1/1     Running   0          98m
redis-follower-dddfbdcc9-qrt5k   1/1     Running   0          98m
redis-leader-fb76b4755-xjr2n     1/1     Running   0          109m

清理现场

删除 Deployments 和服务还会删除正在运行的 Pod。使用标签用一个命令删除多个资源。

运行以下命令以删除所有 Pod，Deployments 和 Services。

kubectl delete deployment -l app=redis
kubectl delete service -l app=redis
kubectl delete deployment frontend
kubectl delete service frontend

响应应该是：

deployment.apps "redis-follower" deleted
deployment.apps "redis-leader" deleted
deployment.apps "frontend" deleted
service "frontend" deleted

查询 Pod 列表，确认没有 Pod 在运行：
```
kubectl get pods
```
响应应该是：
```
No resources found in default namespace.
```

接下来

完成 Kubernetes 基础交互式教程
使用 Kubernetes 创建一个博客，使用 MySQL 和 Wordpress 的持久卷
进一步阅读连接应用程序
进一步阅读管理资源

无状态应用程序

1 - 公开外部 IP 地址以访问集群中应用程序

准备开始

教程目标

为一个在五个 pod 中运行的应用程序创建服务

清理现场

接下来

2 - 示例：使用 Redis 部署 PHP 留言板应用程序

教程目标

准备开始

启动 Redis 数据库

创建 Redis Deployment

创建 Redis 领导者服务

设置 Redis 跟随者

创建 Redis 跟随者服务

设置并公开留言板前端

创建 Guestbook 前端 Deployment

创建前端服务

通过 kubectl port-forward 查看前端服务

通过 LoadBalancer 查看前端服务

扩展 Web 前端

清理现场

接下来

通过 `kubectl port-forward` 查看前端服务

通过 `LoadBalancer` 查看前端服务