单机版的K8s环境搭建及部署Java Web应用Demo

Posted 2021-11-07 山河已无恙

写在前面

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• 书里看到，这里单独拿出整理一下。一般都是集群部署，学习K8s有时候感觉太重了，不知道怎么下手：
• 这里通过博文对希望对K8S有个初步认识。
• 博文内容包括：
  • K8s环境单机版搭建
  • Tomcat+mysql 一个简单的Java Web APP 应用实践

傍晚时分，你坐在屋檐下，看着天慢慢地黑下去，心里寂寞而凄凉，感到自己的生命被剥夺了。当时我是个年轻人，但我害怕这样生活下去，衰老下去。在我看来，这是比死亡更可怕的事。--------王小波

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K8s环境单机版搭建

1. 环境准备

环境准备
关闭CentoS自带的防火墙服务（交换分区）
安装etcd和Kubernetes软件(会自动安装Docker软件):
按顺序启动所有的服务:
查看服务状态

# 关闭CentoS自带的防火墙服务:
systemctl disable firewalld --now
sed -i '/swap/d' /etc/fstab
# 安装etcd和Kubernetes软件(会自动安装Docker软件): 
yum install -y etcd kubernetes
#按顺序启动所有的服务:
systemctl start etcd 
systemctl start docker 
systemctl start kube-apiserver 
systemctl start kube-controller-manager 
systemctl start kube-scheduler 
systemctl start kubelet 
systemctl start kube-proxy
# 查看服务状态
systemctl status etcd docker kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy

至此,一个单机版的Kubernetes集群环境就安装启动完成了。接下来,我们可以在这个单机版的Kubernetes集群中上手练习了。

镜像相关地址： https://hub.docker.com/u/kubeguide/.

一个简单的Java Web APP 应用实践

1. 启动MySQL服务

首先为MySQL服务创建一个RC定义文件:mysql-rc.yaml,文件的完整内容和解释;

apiVersion: v1
kind: ReplicationController #副本控制器RC
metadata:                   # RC的名称,全局唯一
  name: mysql               # Pod副本期待数量
spec:
  replicas: 1
  selector:                  # 符合目标的Pod拥有此标签
    app: mysql               # 根据此模板创建Pod的副本(实例).
  template:
    metadata:                 #Pod副本拥有的标签,对应RC的Selector
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:                    # Pod内容器的定义部分
        - name: mysql                # 容器的名称,容器对应的Docker Image
          image: mysql
          ports:                     #容器应用监听的端口号
            - containerPort: 3306
          env:                       #注入容器内的环境变量
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              value: "123456"

yaml定义文件中

yaml定义文件
kind属性,用来表明此资源对象的类型,比如这里的值为"ReplicationController",表示这是一个RC:
spec一节中是RC的相关属性定义,比如spec.selector是RC的Pod标签(Label)选择器,即监控和管理拥有这些标签的Pod实例,确保当前集群上始终有且仅有replicas个Pod实例在运行,这里我们设置replicas=1表示只能运行一个MySQL Pod实例。
当集群中运行的Pod数量小于replicas时, RC会根据spec.template一节中定义的Pod模板来生成一个新的Pod实例, spec.template.metadata.labels指定了该Pod的标签.
需要特别注意的是:这里的labels必须匹配之前的spec.selector,否则此RC每次创建了一个无法匹配Label的Pod,就会不停地尝试创建新的Pod。

[root@liruilong k8s]# kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller "mysql" created
E:\\docker>ssh  root@39.97.241.18
Last login: Sun Aug 29 13:00:58 2021 from 121.56.4.34

Welcome to Alibaba Cloud Elastic Compute Service !

^[[AHow would you spend your life?.I don t know, but I will cherish every minute to live.
[root@liruilong ~]# kubectl  get rc
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         1         1d
[root@liruilong ~]# kubectl  get pods
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-q7802   1/1       Running   0          1d
[root@liruilong ~]#

嗯，这里刚开始搞得的时候是有问题的，pod一直没办法创建成功，第一次启动容器时，STATUS一直显示CONTAINERCREATING,我用的是阿里云ESC单核2G+40G云盘，我最开始以为系统核数的问题,因为看其他的教程写的需要双核，但是后来发现不是，网上找了解决办法，一顿操作猛如虎，后来不知道怎么就好了。

• 有说基础镜像外网拉不了，只能用 docker Hub的，有说 ，权限的问题，还有说少包的问题，反正都试了，这里列出几个靠谱的解决方案
  • https://blog.csdn.net/gezilan/article/details/80011905
  • https://www.freesion.com/article/8438814614/

K8s 根据mysqlde RC的定义自动创建的Pod。由于Pod的调度和创建需要花费一定的时间,比如需要一定的时间来确定调度到哪个节点上,以及下载Pod里容器的镜像需要一段时间,所以一开始我们看到Pod的状态将显示为Pending。当Pod成功创建完成以后,状态最终会被更新为Running

我们通过docker ps指令查看正在运行的容器,发现提供MySQL服务的Pod容器已经创建并正常运行了,此外,你会发现MySQL Pod对应的容器还多创建了一个来自谷歌的pause容器,这就是Pod的“根容器".

我们创建一个与之关联的Kubernetes Service 的定义文件 mysql-sve.yaml

apiVersion: v1
kind: Service  # 表明是Kubernetes Service
metadata:
  name: mysql  # Service的全局唯一名称
spec:
  ports:
    - port: 3306 #service提供服务的端口号
  selector:      #Service对应的Pod拥有这里定义的标签
    app: mysql

我们通过kubectl create命令创建Service对象。运行kubectl命令:

[root@liruilong k8s]# kubectl create -f mysql-svc.yaml
service "mysql" created
[root@liruilong k8s]# kubectl  get svc
NAME         CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
mysql        10.254.155.86   <none>        3306/TCP   1m
[root@liruilong k8s]#

注意到MySQL服务被分配了一个值为10.254.155.86的Cluster IP地址,这是一个虚地址,随后, Kubernetes集群中其他新创建的Pod就可以通过Service的Cluster IP+端口号3306来连接和访问它了。

在通常情况下, Cluster IP是在Service创建后由Kubernetes系统自动分配的,其他Pod无法预先知道某个Service的Cluster IP地址,因此需要一个服务发现机制来找到这个服务。

为此,最初时, Kubernetes巧妙地使用了Linux环境变量(Environment Variable)来解决这个问题,后面会详细说明其机制。现在我们只需知道,根据Service的唯一名字,容器可以从环境变量中获取到Service对应的Cluster IP地址和端口,从而发起TCP/IP连接请求了。

2.启动Tomcat应用

创建对应的 RC文件 myweb-rc.yaml

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata: 
  name: myweb
spec:
  replicas: 2
  selector:
    app: myweb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      containers: 
        - name: myweb
          image: kubeguide/tomcat-app:v1
          ports:
            - containerPort: 8080   

replicas: 2: 这里我们用两个tomcat(Pod)提供服务

[root@liruilong k8s]# vim myweb-rc.yaml
[root@liruilong k8s]# kubectl create -f myweb-rc.yaml
replicationcontroller "myweb" created
[root@liruilong k8s]# kubectl get rc
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         1         1d
myweb     2         2         0         20s
[root@liruilong k8s]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-q7802   1/1       Running             0          1d
myweb-53r32   0/1       ContainerCreating   0          28s
myweb-609w4   0/1       ContainerCreating   0          28s
[root@liruilong k8s]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-q7802   1/1       Running   0          1d
myweb-53r32   1/1       Running   0          1m
myweb-609w4   1/1       Running   0          1m
[root@liruilong k8s]#

最后，创建对应的 Service 。以下是完整yaml定义文件 myweb-svc.yaml:

指定端口映射:30001:8080

apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports: 
    - port: 8080
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myweb    

[root@liruilong k8s]# vim myweb-svc.yaml
[root@liruilong k8s]# kubectl create -f  myweb-svc.yaml
service "myweb" created
[root@liruilong k8s]# kubectl get services
NAME         CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes   10.254.0.1      <none>        443/TCP          2d
mysql        10.254.155.86   <none>        3306/TCP         5h
myweb        10.254.122.63   <nodes>       8080:30001/TCP   54s
[root@liruilong k8s]#

3.通过浏览器访问网页

[root@liruilong k8s]# curl http://127.0.0.1:30001/demo/

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>HPE University Docker&Kubernetes Learning</title>
</head>
<body  align="center">



  <h3> Error:com.mysql.jdbc.exceptions.jdbc4.MySQLNonTransientConnectionException: Could not create connection to database server.</h3>

</body>
</html>

数据库连接有问题，这里百度发现是mysql驱动版本问题

[root@liruilong k8s]# docker logs a05d16ec69ff
[root@liruilong k8s]# vim mysql-rc.yaml

apiVersion: v1
kind: ReplicationController #副本控制器RC
metadata:                   # RC的名称,全局唯一
  name: mysql               # Pod副本期待数量
spec:
  replicas: 1
  selector:                  # 符合目标的Pod拥有此标签
    app: mysql               # 根据此模板创建Pod的副本(实例).
  template:
    metadata:                 #Pod副本拥有的标签,对应RC的Selector
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:                    # Pod内容器的定义部分
        - name: mysql                # 容器的名称,容器对应的Docker Image
          image: mysql:5.7
          ports:                     #容器应用监听的端口号
            - containerPort: 3306
          env:                       #注入容器内的环境变量
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              value: "123456"

[root@liruilong k8s]# kubectl delete -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller "mysql" deleted
[root@liruilong k8s]# kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller "mysql" created
[root@liruilong k8s]# kubectl get rc
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         0         10s
myweb     2         2         2         4h
[root@liruilong k8s]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-2cpt9   0/1       ContainerCreating   0          15s
myweb-53r32   1/1       Running             0          4h
myweb-609w4   1/1       Running             1          4h
[root@liruilong k8s]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-2cpt9   0/1       ContainerCreating   0          32s
myweb-53r32   1/1       Running             0          4h
myweb-609w4   1/1       Running             1          4h
[root@liruilong k8s]#

我们在上面的SVC中定义了Tomcat的两个pod。所以这里显示两个

Digest: sha256:7cf2e7d7ff876f93c8601406a5aa17484e6623875e64e7acc71432ad8e0a3d7e
Status: Downloaded newer image for docker.io/mysql:5.7
[root@liruilong k8s]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-2cpt9   1/1       Running   0          31m
myweb-53r32   1/1       Running   0          5h
myweb-609w4   1/1       Running   1          5h
[root@liruilong k8s]# curl http://127.0.0.1:30001/demo/

测试一下

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>HPE University Docker&Kubernetes Learning</title>
</head>
<body  align="center">


      <h2>Congratulations!!</h2>
     <br></br>
         <input type="button" value="Add..." onclick="location.href='input.html'" >
             <br></br>
      <TABLE align="center"  border="1" width="600px">
   <TR>
      <TD>Name</TD>
      <TD>Level(Score)</TD>
   </TR>


 <TR>
      <TD>google</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>docker</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>teacher</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>HPE</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>our team</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>me</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

  </TABLE>

</body>
</html>