K8S集群使用Ingress实现网站入口动静分离实践

Posted 2020-11-05

今年3月份在公司的内部k8s培训会上，和研发同事详细探讨了应用部署容器化部署的几个问题，问题简要如下：

1、java应用容器化部署
首先通过自动化部署工具编译出全量的war包，将war包直接编译到docker镜像后推送到私用仓库并版本化控制；其次通过更新deployment的yaml文件来实现部署和后续的滚动更新，应用程序需要进行容器化改造。

这里的难点和工作量在于容器的镜像制作以及版本化管理，之后准备采用harbor做企业私有仓库。

2、dashborad面板的权限控制
解决方案参考：http://blog.51cto.com/ylw6006/2113542

3、应用程序日志的如何收集
解决方案参考：http://blog.51cto.com/ylw6006/2107307

4、网站动静分离
首先所有的动态应用通过部署tomcat pod的方式来响应，静态的资源统一部署一个nginx pod方式来响应；
其次，动静分离的规则配置交给traefik ingress实现；
最后，静态资源的文件统一存放在pv上，更新静态资源不需要去编译docker镜像.

一、动静分离举例说明

以内网测试环境2的虚拟主机站点配置（底层服务）为例：
域名test2.oprman.com（PS：研发大爷喜欢自己YY域名）的静态资源配置如下
1、/ ——> 对应/usr/local/6.0_files/oprman_test2目录
2、/mfs ——> 对应/mnt/mfs目录(这个实际上是一个分布式文件系统的挂载点)

域名test2.oprman.com的动态资源配置如下
1、/web ——> 后端tomcat进行相应
2、/api ——> 后端tomcat进行相应

后端的tomcat配置信息

以内网测试环境2的虚拟主机站点配置（平台服务）为例：
域名resourcesharing.test2.59iedu.com的静态资源配置如下
1、/ ——> 对应/data/static_files/test2/zygxpt/portal目录
2、/mfs ——> 对应/mnt/mfs目录(这个实际上是一个分布式文件系统的挂载点)
3、/admin ——> 对应/data/static_files/test2/zygxpt/admin目录
4、/login ——> 对应/data/static_files/test2/zygxpt/login目录
5、/play ——> 对应/data/static_files/test2/zygxpt/play目录

域名test2.oprman.com的动态资源配置如下
1、/web ——> 后端tomcat进行相应

后端的tomcat配置信息

这里补充说明一下，内网存在三套环境
1、开发环境： 主要用于开发人员开发、调试
2、测试环境1：用于测试人员验证
3、测试环境2：用于开发人员自测与验证

从网站的类型上可以分为底层服务和平台服务两种类型，大部分的底层服务是通过dobbo进行内部调用的，容器化之后只要POD之间的网络可以互联互通即可相互调用，少部分底层服务需要对外暴露http端口。平台服务都需要对外暴露http端口。

动静分离的nginx规则也主要是上述两类，其中以平台服务的数量居多，底层服务有动静分离规则的较少。

二、部署traefik 入口

traefik具体的部署方法可参考前文，前文传送门：http://blog.51cto.com/ylw6006/2073718

# kubectl get svc,pod,ingress -n kube-system

三、创建处理动态的应用

1、build动态部分的镜像并推送至私有仓库

# cat dockerfile                   
FROM registry.59iedu.com/tomcat_base:v1.0
MAINTAINER yangliangwei "[email protected]"
COPY ROOT-20180509.tgz /home/
RUN tar zxf /home/ROOT-20180509.tgz -C /home/tomcat/webapps/ && rm -rf /home/ROOT-20180509.tgz
# docker build -t oprman-test2:v1 .

# docker tag oprman-test2:v1 registry.59iedu.com/oprman-test2:v1
# docker push registry.59iedu.com/oprman-test2:v1

2、通过yaml文件创建动态应用

# cat configmap.yaml 
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: filebeat-oprman-test2-config
data:
  filebeat.yml: |
    filebeat.prospectors:
    - input_type: log
      paths:
        - "/log/*"
    output.elasticsearch:
      hosts: ["192.168.1.19:9600"]
      index: "filebeat-oprman-test2"

# kubectl create -f configmap.yaml 

# cat oprman-test2-tomcat-dp.yaml   
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: oprman-test2-tomcat
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        name: oprman-test2-tomcat
    spec:
      containers:
      - image: registry.59iedu.com/filebeat:v5.4.0
        imagePullPolicy: Always
        name: filebeat
        volumeMounts:
        - name: app-logs
          mountPath: /log
        - name: filebeat-oprman-test2-config
          mountPath: /etc/filebeat/
      - image: registry.59iedu.com/oprman-test2:v1
        name : oprman-test2-tomcat 
        imagePullPolicy: Always
        env:
        - name: JAVA_OPTS
          value: "-Xmx2048m -Xms512m"
        ports:
        - containerPort: 8080
        volumeMounts:
        - name: app-logs
          mountPath: /home/tomcat/logs
      volumes:
      - name: app-logs
        emptyDir: {}
      - name: filebeat-oprman-test2-config
        configMap:
          name: filebeat-oprman-test2-config

# kubectl create -f  oprman-test2-tomcat-dp.yaml  

# cat oprman-test2-tomcat-svc.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: oprman-test2-tomcat
  labels:
    name: oprman-test2-tomcat
spec:
  ports:
  - port: 8080
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
    name: http
  selector:
name: oprman-test2-tomcat

# kubectl create -f oprman-test2-tomcat-svc.yaml 

演示仅部署底层服务的后端tomcat处理动态请求，平台的后端tomcat部署办法一样，出于文章篇幅考虑就不在赘述。

三、创建处理静态部分的应用
1、我们采用configmap的方式来处理静态部分的请求路由，动态部分的请求路由将交给
Ingress来实现。nginx配置文件针对平台部分的配置因为路径都一样，所以域名采用$host进行通配，底层的需要单独配置。（好在底层服务需要暴露http的并不多）

# cat nginx.conf 
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /usr/share/nginx/html/nginx-error.log;
pid /run/nginx.pid;

# Load dynamic modules. See /usr/share/nginx/README.dynamic.
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;

events {
    worker_connections 102400;
    use epoll;
}

http {
    log_format  main  ‘$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ‘
                      ‘$status $body_bytes_sent "$http_referer" ‘
                      ‘"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"‘;
    server_tokens     off;
    access_log        /usr/share/nginx/html/nginx-default-access.log  main;

    sendfile            on;
    tcp_nopush          on;
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;
    types_hash_max_size 2048;

    include             /etc/nginx/mime.types;
    default_type        application/octet-stream;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/conf/extra/*.conf;

server {
        listen       80 default_server;
        index  index.html index.htm;
        access_log /usr/share/nginx/html/logs/test2-static-access.log main;
        location / {
        root /usr/share/nginx/html/$host/portal;
        index  index.html index.htm;
        }
        location /admin{
        root /usr/share/nginx/html/$host;
        index  index.html index.htm;
        }
        location /login {
        root /usr/share/nginx/html/$host;
        index  index.html index.htm;
        }
        location /play {
        root /usr/share/nginx/html/$host;
        index  index.html index.htm;
        }
        location /mfs {
        root /mnt/mfs;
        }
   }

server {
        listen       80;
        server_name  test2.oprman.com;
        index  index.html index.htm;
        access_log /usr/share/nginx/html/logs/test2-static-access.log main;
        location / {
        root /usr/share/nginx/html/test2.oprman.com;
        index  index.html index.htm;
        }
        location /mfs {
        root /mnt/mfs;
        }
     }
}

# kubectl create configmap test2-static-etc --from-file nginx.conf 

2、创建pv、pvc

# cat test2-static-data-pv-pvc.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: test2-static-data
spec:
  capacity:
    storage: 100Gi 
  accessModes:
  - ReadWriteMany 
  nfs: 
    path: /home/test2-static-data
    server: 192.168.115.5
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: test2-static-data
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 100Gi

# kubectl create -f test2-static-data-pv-pvc.yaml 

3、创建deployment

# cat test2-static-deployment.yaml 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: test2-static
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: test2-static
  labels:
    name: test2-static
spec:
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
       name: test2-static
    spec:
      containers:
       - name: test2-static
         image: registry.59iedu.com/nginx:latest
         volumeMounts:
          - mountPath: /usr/share/nginx/html
            name: test2-static-data
          - mountPath: /etc/nginx/nginx.conf
            subPath: nginx.conf
            name: test2-static-etc
         ports:
          - containerPort: 80
      volumes:
         - name: test2-static-data
           persistentVolumeClaim:
            claimName: test2-static-data
         - name: test2-static-etc
           configMap:
             name: test2-static-etc
             items:
             - key: nginx.conf
               path: nginx.conf 

# kubectl create -f test2-static-deployment.yaml

四、创建统一入口ingress

# cat test2-ingress.yaml 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: traefik-oprman-test2
  namespace: default
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: resourcesharing.test2.59iedu.com
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: test2-static
          servicePort: 80
  - host: test2.oprman.com
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: test2-static
          servicePort: 80
      - path: /web
        backend:
          serviceName: oprman-test2-tomcat
          servicePort: 8080
      - path: /api
        backend:
          serviceName: oprman-test2-tomcat
          servicePort: 8080

# kubectl create -f test2-ingress.yaml

五、访问测试
1、修改host解析

2、底层服务后端tomcat访问测试

3、平台前端访问测试

4、平台后台入口访问测试（前面的nginx配置/admin部分，实际未静态的内容，输入用户名和密码之后才开始请求到后端的tomcat）

这里要重点说明一下，把分布式文件系统挂载到nginx主机上并发布出去给用户访问，实际上是非常不可取的一种方式，当nginx和mfs master主机之间的网络连接出现问题的时候，会导致nginx请求被堵塞，80、443等端口连接不顺畅，极度影响用户体验，这个后续需要合力改进！