容器技術(shù) 配置、部署與應(yīng)用（第2版）（微課版）-項目8

Docker容器技術(shù)配置、部署與應(yīng)用工業(yè)和信息化精品系列教材——云計算技術(shù)項目8

Kubernetes部署容器化應(yīng)用程序人民郵電出版社能力CAPACITY要求了解容器編排解決方案。掌握Kubernetes實驗環(huán)境的搭建方法。了解Kubernetes，學(xué)會使用Kubernetes運行應(yīng)用程序。掌握將容器化應(yīng)用程序手動部署到Kubernetes集群的方法。掌握Kubernetes部署的應(yīng)用程序的CI/CD實施方法。任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)說明01OPTION02OPTION03OPTION了解容器編排解決方案了解Kubernetes的基礎(chǔ)知識學(xué)會基于kind部署Kubernetes集群04OPTION初步學(xué)會在Kubernetes集群中運行并發(fā)布簡單的應(yīng)用程序任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.1容器編排解決方案Docker局限性Docker只是容器化平臺管理、擴縮、維護容器化應(yīng)用需專業(yè)編排工具DockerSwarm優(yōu)勢Docker原生集群解決方案與Compose無縫集成，輕松部署到Swarm集群提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負載均衡、自動擴展等基本功能適用于容器規(guī)模較小場景，與Docker無縫集成可最大化優(yōu)勢DockerSwarm局限性復(fù)雜度和封閉性限制發(fā)展Docker企業(yè)版被收購后，因公司傾向Kubernetes，面臨淘汰任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.1容器編排解決方案Kubernetes優(yōu)勢適用于生產(chǎn)環(huán)境企業(yè)級大規(guī)模容器集群谷歌推出，源于多年運維經(jīng)驗及社區(qū)創(chuàng)意擁有強大核心基礎(chǔ)特性和獨特生態(tài)云原生應(yīng)用程序云計算主流服務(wù)形式可快速擴展的輕量級容器獨立服務(wù)，屬容器化應(yīng)用Kubernetes應(yīng)用場景主要應(yīng)用于云架構(gòu)和云原生部署可靈活部署于企業(yè)內(nèi)部、私有云、混合云或公有云任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.2Kubernetes集群的組成任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.3Kubernetes集群的部署工具kubeadmkopskubespraykindminikube任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.4Kubernetes的對象和資源任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.5使用YAML文件描述應(yīng)用程序配置文件概述Kubernetes對象由YAML格式配置文件（清單文件）描述文件定義應(yīng)用程序組件和配置，指定對象預(yù)期狀態(tài)用于在任何Kubernetes環(huán)境中創(chuàng)建和銷毀應(yīng)用程序運維任務(wù)編寫配置文件并提供給Kubernetes實現(xiàn)資源自動編排任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.5使用YAML文件描述應(yīng)用程序必需字段YAML文件中apiVersion、kind、metadata和spec字段必需spec字段最重要，不同對象spec格式不同，包含不同嵌套字段版本注意不同版本下，apiVersion字段值有所不同status字段不需要在YAML文件中定義，由Kubernetes自動生成和維護記錄對象當前實際狀態(tài)，Kubernetes控制平面管理對象狀態(tài)使其達到期望狀態(tài)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群知識引入8.1.6Kubernetes對象管理方法指令式命令適用于項目開發(fā)階段，或在Kubernetes中運行一次性任務(wù)，簡單易用指令式對象配置適用于生產(chǎn)項目，通過代碼管理系統(tǒng)進行管理，可以與流程集成聲明式對象配置適用于生產(chǎn)項目，但使用難度較高，難以調(diào)試任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.1基于kind部署Kubernetes集群了解kind任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.1基于kind部署Kubernetes集群準備安裝環(huán)境安裝kind[$(uname-m)=x86_64]&&curl-Lo./kindhttps://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.22.0/kind-linux-amd64#下載kind二進制文件chmod+x./kind#賦予可執(zhí)行權(quán)限mv./kind/usr/local/bin/kind#將kind移動到系統(tǒng)全局路徑/usr/local/bin安裝kubectlcurl-LOhttps://dl.k8s.io/release/v1.29.2/bin/linux/amd64/kubectl#下載kubectl二進制文件chmod+xkubectl#賦予可執(zhí)行權(quán)限mvkubectl/usr/bin/#將kind移動到系統(tǒng)全局路徑/usr/bin/任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.1基于kind部署Kubernetes集群創(chuàng)建Kubernetes集群編寫集群配置文件testk8s-config.yamlkind:ClusterapiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4name:testk8s #集群名稱nodes: #定義節(jié)點-role:control-plane #定義控制平面

extraPortMappings: #定義外部端口映射

-containerPort:80 #將主機的80端口映射到容器的80端口

hostPort:80-containerPort:30008 #將主機的30008端口映射到容器的30008端口

hostPort:30008-role:worker #定義工作節(jié)點-role:workercontainerdConfigPatches:#附加containerd的配置，實現(xiàn)鏡像加速器的配置

-|-[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors][plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]endpoint=["https://國內(nèi)鏡像加速器網(wǎng)址"]任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.1基于kind部署Kubernetes集群創(chuàng)建Kubernetes集群基于該集群配置文件創(chuàng)建Kubernetes集群[root@host2~]#kindcreatecluster--configk8s/testk8s-config.yamlCreatingcluster"testk8s"…?Ensuringnodeimage(kindest/node:v1.29.2)???Preparingnodes???????Writingconfiguration???Startingcontrol-plane???InstallingCNI???InstallingStorageClass???Joiningworkernodes??Setkubectlcontextto"kind-testk8s"Youcannowuseyourclusterwith:kubectlcluster-info--contextkind-testk8sHaveaquestion,bug,orfeaturerequest?Letusknow!https://kind.sigs.k8s.io/#community??任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.1基于kind部署Kubernetes集群試用Kubernetes集群顯示集群信息[root@host2~]#kubectlcluster-infoKubernetescontrolplaneisrunningat:41895CoreDNSisrunningat:41895/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy查看集群的的關(guān)鍵組件[root@host2~]#kubectlgetcomponentstatusWarning:v1ComponentStatusisdeprecatedinv1.19+NAME STATUS MESSAGEERRORcontroller-manager Healthy okscheduler Healthy oketcd-0 Healthy ok任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.2在Kubernetes集群中運行并發(fā)布應(yīng)用程序創(chuàng)建Deployment對象編輯定義Deployment對象的配置文件nginx-deploy.yamlapiVersion:apps/v1 #版本號kind:Deployment #類型為Deploymentmetadata: #元數(shù)據(jù)

name:nginx-deploylabels: #標簽

app:nginx-deployspec: #詳細信息

replicas:2 #副本數(shù)量

selector: #選擇器，指定該控制器管理的PodmatchLabels: #匹配規(guī)則

app:nginx-pod

任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.2在Kubernetes集群中運行并發(fā)布應(yīng)用程序創(chuàng)建Deployment對象編輯定義Deployment對象的配置文件nginx-deploy.yamltemplate: #定義模板，當副本數(shù)量不足時會根據(jù)模板定義并創(chuàng)建Pod副本

metadata:labels:app:nginx-pod #Pod的標簽

spec:containers: #容器列表（本例僅定義一個容器）

-name:nginx #容器名稱

image:nginx:1.14.2 #容器所用的鏡像

ports:-name:nginx-portcontainerPort:80 #容器需要暴露的端口任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.2在Kubernetes集群中運行并發(fā)布應(yīng)用程序創(chuàng)建Deployment對象基于該配置文件創(chuàng)建Deployment對象。[root@host2k8s]#kubectlapply-fnginx-deploy.yamldeployment.apps/nginx-deploycreated查看該Deployment對象每個Pod的IP地址。[root@host2k8s]#kubectlgetpods-owideNAME READY STATUS RESTARTSAGE IP NODE…nginx-deploy-59c566bbbb-mzdtv 1/1 Running0 49skind-worker2nginx-deploy-59c566bbbb-rtts81/1Running049skind-worker進入Kubernetes集群內(nèi)部，通過Pod的IP地址可以訪問部署的應(yīng)用程序。[root@host2k8s]#dockerexec-ittestk8s-control-planebashroot@testk8s-control-plane:/#curl…<h1>Welcometonginx!</h1>任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.2在Kubernetes集群中運行并發(fā)布應(yīng)用程序創(chuàng)建Service對象創(chuàng)建定義Service對象的配置文件nginx-service.yaml。apiVersion:v1kind:Servicemetadata:name:nginx-svc #設(shè)置Service的顯示名稱spec:type:NodePort #Service類型

selector:app:nginx-pod #指定Pod的標簽

ports:-port:8080 #讓集群知道Service綁定的端口

targetPort:80 #目標Pod的端口

nodePort:30008 #節(jié)點上綁定的端口任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.2在Kubernetes集群中運行并發(fā)布應(yīng)用程序創(chuàng)建Service對象基于該配置文件創(chuàng)建Service對象。[root@host2k8s]#kubectlapply-fnginx-service.yamlservice/nginx-svccreated查看該Service對象的地址和端口。[root@host2k8s]#kubectlgetservicenginx-svcNAMETYPECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGEnginx-svcNodePort12<none>8080:30008/TCP24s任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.1.2在Kubernetes集群中運行并發(fā)布應(yīng)用程序創(chuàng)建Service對象測試從Kubernetes集群內(nèi)部訪問Service發(fā)布的應(yīng)用程序。[root@host2k8s]#dockerexec-ittestk8s-control-planebashroot@testk8s-control-plane:/#curl12:8080…<h1>Welcometonginx!</h1>…測試從Kubernetes集群外部訪問Service發(fā)布的應(yīng)用程序。[root@host2k8s]#curl:30008…<h1>Welcometonginx!</h1>…任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.1部署Kubernetes集群任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)說明01OPTION02OPTION03OPTION了解將開發(fā)的應(yīng)用程序部署到Kubernetes的基本流程初步掌握在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序的實施方法初步掌握基于CI/CD平臺將應(yīng)用程序自動化部署到Kubernete集群的方法任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序知識引入8.2.1將開發(fā)的應(yīng)用程序部署到Kubernetes集群的基本流程（1）編寫應(yīng)用程序代碼。（2）對應(yīng)用程序進行測試。（3）編寫Doclcerfile文件并構(gòu)建鏡像。（4）將構(gòu)建的鏡像推送到注冊中心進行發(fā)布。（5）編寫YAML文件，用于對Kubernetes資源進行編排與部署。（6）利用kubectl工具基于YAML資源配置文件在Kubernetes集群中運行應(yīng)用程序。（7）根據(jù)需要更改YAML文件中的鏡像來實現(xiàn)應(yīng)用程序的升級。任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序知識引入8.2.2Jenkins的Maven項目CI/CD流程任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序準備Maven打包環(huán)境（1）確認當前環(huán)境中安裝JDK以便編譯Java代碼。（2）確認已經(jīng)安裝Maven軟件并配置相應(yīng)的環(huán)境變量。準備項目源代碼沿用將項目7任務(wù)7.2.2所用的項目源代碼。修改其中的src/main/java/com/abc/hello/HelloController.java文件。任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序使用Maven工具將應(yīng)用程序打包（1）執(zhí)行mvncleanpackage命令打包應(yīng)用程序。（2）行所生成的JAR包進行測試。[root@host1spring-boot-hello]#java-jartarget/spring-boot-hello-0.0.1-SNAPSHOT.jar（3）打開另一個終端窗口進行測試。任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序構(gòu)建應(yīng)用程序的鏡像（1）修改Doclcerfile。FROMopenjdk:8-jreCOPYtarget/spring-boot-hello-0.0.1-SNAPSHOT.jar/app.jarENTRYPOINT["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar"]（2）執(zhí)行構(gòu)建鏡像的命令。[root@host1spring-boot-hello]#dockerbuild-tspring-boot-hello.[+]Building0.6s(7/7)FINISHED docker:default…=>=>namingtodocker.io/library/spring-boot-hello 0.0s任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序構(gòu)建應(yīng)用程序的鏡像（3）基于該鏡像運行一個容器以便進行測試。[root@host1~]#dockerrun--rm--namespring-boot-hello-d-p8080:8080spring-boot-hello（4）訪問該容器進行測試。[root@host1~]#curl:8080Hello!PleasetestJavaK8sdeploy!（5）停止該容器。[root@host1~]#dockerstopspring-boot-hellospring-boot-hello任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序?qū)㈢R像發(fā)布到注冊中心（1）為鏡像打上標簽。[root@host1~]#dockertagspring-boot-hello:5000/spring-boot-hello:1.00（2）推送到Docker倉庫。[root@host1~]#dockerpush:5000/spring-boot-hello:1.00…（3）訪問注冊中心查看spring-boot-hello項目的鏡像列表。[root@host1~]#curl:5000/v2/spring-boot-hello/tags/list{"name":"spring-boot-hello","tags":["latest","1.00"]}任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序基于Kubernetes資源配置文件運行應(yīng)用程序（1）在host2主機中編輯/etc/hosts文件。（2）刪除之前創(chuàng)建的Kubernetes集群。[root@host2~]#kinddeletecluster--nametestk8s（3）修改集群配置文件testk8s-config.yaml。kind:ClusterapiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4name:testk8scontainerdConfigPatches: #讓containerd訪問未啟用HTTPS的注冊中心-|-[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors][plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]endpoint=["https://國內(nèi)鏡像加速器網(wǎng)址"][plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors.":5000"]endpoint=[":5000"]任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序基于Kubernetes資源配置文件運行應(yīng)用程序（3）修改集群配置文件testk8s-config.yaml。nodes:-role:control-planeextraMounts: #掛載主機的/etc/hosts文件以支持本地域名解析

-hostPath:/etc/hostscontainerPath:/etc/hostsextraPortMappings: #外部端口映射

-containerPort:80 #將主機的80端口映射到容器的80端口

hostPort:80-containerPort:30008 #將主機的30008端口映射到容器的30008端口

hostPort:30008-role:workerextraMounts: #工作節(jié)點也要掛載主機的/etc/hosts文件以支持本地域名解析

-hostPath:/etc/hostscontainerPath:/etc/hosts-role:workerextraMounts:-hostPath:/etc/hostscontainerPath:/etc/hosts任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序基于Kubernetes資源配置文件運行應(yīng)用程序（4）基于修改后的集群配置文件重新創(chuàng)建Kubernetes集群。[root@host2~]#kindcreatecluster--configk8s/testk8s-config.yaml（5）編寫Kubernetes資源配置文件spring-boot-hello.yaml。template:metadata:labels:app:sbdemospec:containers:-name:sbdemoimage::5000/spring-boot-hello:1.00imagePullPolicy:Alwaysports:-containerPort:8080任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.1在Kubernetes集群中手動部署開發(fā)的應(yīng)用程序基于Kubernetes資源配置文件運行應(yīng)用程序（6）將應(yīng)用程序部署到Kubernetes。[root@host2k8s]#kubectlapply-fspring-boot-hello.yaml（7）查看該Service對象，可以發(fā)現(xiàn)該應(yīng)用程序正常運行。[root@host2k8s]#kubectlgetsvcsbdemo-svcNAMETYPECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGEsbdemo-svcNodePort47<none>8080:30008/TCP2m14s（8）使用節(jié)點地址和節(jié)點端口來訪問發(fā)布的應(yīng)用。[root@host2ch08host2k8s]#curl:30008Hello!PleasetestJavaK8sdeploy!（9）刪除本例所創(chuàng)建的Service和Deployment對象。任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.2基于CI/CD平臺將應(yīng)用程序自動部署到Kubernetes集群準備項目的實施環(huán)境（1）在host1主機上編輯/etc/hosts文件。（2）確認在Jenkins中安裝有MavenIntegration插件并配置Maven安裝選項。（3）在Jenkins中配置PublishOverSSH選項。任務(wù)實現(xiàn)配置SSH服務(wù)器的基本選項任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.2基于CI/CD平臺將應(yīng)用程序自動部署到Kubernetes集群準備項目源代碼（1）在GitLab服務(wù)器上創(chuàng)建空白項目。（2）將GitLab服務(wù)器上的k8s-demo代碼倉庫復(fù)制到本地。（3）沿用項目7任務(wù)7.2.2中的項目源代碼。（4）修改其中的src/main/java/com/abc/hello/HelloController.java文件。編寫Kubernetes資源配置文件image::5000/spring-boot-hello任務(wù)實現(xiàn)任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.2基于CI/CD平臺將應(yīng)用程序自動部署到Kubernetes集群在Jenkins中新建流水線項目任務(wù)實現(xiàn)設(shè)置源代碼管理選項任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.2基于CI/CD平臺將應(yīng)用程序自動部署到Kubernetes集群在Jenkins中新建流水線項目任務(wù)實現(xiàn)設(shè)置腳本路徑任務(wù)8.2在Kubernetes集群中部署開發(fā)的應(yīng)用程序任務(wù)8.2.2基于CI/CD平臺將應(yīng)用程序自動部署到Kubernetes集群修改Jenkinsfile文件stage('Deploy'){steps{sshPublisher(publishers:[sshPublisherDesc(configName:'K8SHost',transfers:[sshTransfer(cleanRemote:false,excludes:'',execCommand:'''cd/spring-boot-hellokubectlapply-fkube.yamlkubectldelete-fkube.yaml&&kubectlapply-fkube.yaml''',execTimeout:120000,flatten:false,makeEmptyDirs:false,noDefau