kubernetes系列02-本地安装kubernetes、部署springboot服务

本章我们在本地快速搭建一个kubernetes集群并且在上面部署一个springboot服务。

kubernetes组件介绍

kuberntes组件分为两部分，control plane（控制面）和worker node（工作节点）。

control plane从名字可以看出负责控制整个系统。Control plane里面注意包含controller manager，scheduler, api server和etcd。 etcd是存放kubernetes数据信息的存储系统，是一个分布式的一致性存储服务。 api server提供了对kubernetes中各类资源的读写操作接口，内部实现是与etcd交互读写。 controller manager中包含多种控制器，例如DeploymentController负责管理容器服务的部署。 scheduler负责为新创建的pod分配部署的机器资源，pod是kubernetes中部署服务的抽象描述，一般一个pod中只包含一个容器。

每个worker node表示一个机器节点，worker node和control plane连接，接受control plane的指令，启动、关闭pod。 每个worker node中包含一个container runtime，例如docker引擎，container runtime负责容器的创建、关闭等。 kubelet负责与control plane的api server通信。 kube proxy是网络代理，负责与其他的pod通信。

安装kubernetes

今天我们在本地部署一个kubernetes，并且在上面部署一个springboot服务。 为此需要安装docker, 安装kubectl（操作kubernetes集群的命令行工具），安装kubernetes(minikube)，创建一个springboot工程。

Docker安装使用

Docker和kubernetes的关系

kubernetes是管理容器的系统，Docker是容器技术的一种实现，也是目前用的比较多的容器技术。

Docker安装

Get Docker这里有不同的环境下的安装教程。

例如mac系统下载docker for mac，下载好后拖动到Applications文件夹，再双击Docker启动启动即可。

了解Dockerfile、Docker部署springboot服务

Dockerfile文件是Docker中定义一个容器镜像的描述，描述了一个镜像的构建过程。

我们通过idea创建一个普通的springboot项目，在项目的根目录下创建一个Dockerfile文件。 我们使用的镜像基于openjdk:11，jdk11版本。构建镜像时，会把target文件夹下的jar包复制到镜像中，容器的启动命令是java -jar app.jar。注意jdk只能运行版本等于或低于自己版本的jdk编译出来的class文件，所以本地的java需要是jdk11或以下。 springboot-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar是我们打包的包名的名称，默认是项目的名称加上版本号，这里改成自己的。

FROM openjdk:11
MAINTAINER liuzhengyang.github.io
COPY target/springboot-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

定义好Dockerfile后，下一步是构建docker image也就是镜像。下面的命令通过docker build创建出一个名字是springboot-demo的镜像

docker build -t springboot-demo:latest . 

然后通过docker run命令运行刚才的镜像 -p 8080:8080表示把容器内的8080端口映射到当前宿主机器上的8080端口。:前面的是宿主机的端口，后面的是容器内的端口。

docker run -p 8080:8080 springboot-demo

测试接口

curl http://localhost:8080/

下一步我们push到Docker镜像仓库，在docker hub注册一个个人账号，然后就可以push镜像到公共仓库了，类似发布jar包到maven中央仓库。 因为docker默认使用docker官方仓库，所以我们要把镜像push到docker官方仓库

# 给我们本地的镜像加一个tag别名，名字为自己的docker hub的名字/springboot-demo
docker tag springboot-demo liuzhengyang/springboot-demo
# push镜像
docker push liuzhengyang/springboot-demo

其他参考资料

• Spring Boot with Docker
• Spring Boot with Docker

kubernetes安装使用

安装好docker后，我们需要安装kubernetes。

kubernetes安装(minikube)

本地开发时，使用minikube比较方便

# 安装minkkube， mac版本，其他版本可以参考官方文档
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-darwin-amd64
sudo install minikube-darwin-amd64 /usr/local/bin/minikube

# 启动minikube
minikube start --image-mirror-country='cn'

# 可以开启一个web管理页面 
minikube dashboard

# 安装kubectl 和kubernetes集群交互的客户端
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/darwin/amd64/kubectl"

# 运行kubectl 命令测试集群状态

kubectl cluster-info

# 小技巧

# 在~/.bashrc或~/.zash中给kubectl加一个alias别名，比如alias k="kubectl"可以让输入命令更方便，tab可以有命令提示(mac zsh)

用kubenetes部署springboot

在前面我们用Docker启动springboot项目有一些缺点，比如如果容器挂掉，我们需要通过报警发现再人工去启动新的镜像。 而kubernetes能够在容器挂掉后自动创建新的容器替补上。

在kubernetes中，我们可以用Deployment yaml文件来定义部署一个服务。

kubernetes-deployment.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: springboot-demo
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: springboot-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: springboot-demo
    spec:
      containers:
        - image: liuzhengyang/springboot-demo
          name: springboot-demo

这个yaml文件中的内容可以想不用了解我们后面章节会介绍。 然后我们用kubectl apply -f kubernetes-deployment.yml来应用deployment

apply之后kubernetes内部就会部署springboot服务（第一次部署可能会稍慢，要下载镜像）

我们可以通过kubectl get pods命令查看pod状态

NAME                               READY   STATUS              RESTARTS   AGE
springboot-demo-6865d48f85-fslc9   0/1     ContainerCreating   0          7s

通过kubectl describe pods可以查看pods的详细状态

Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  95s   default-scheduler  Successfully assigned default/springboot-demo-6865d48f85-fslc9 to minikube
  Normal  Pulling    94s   kubelet            Pulling image "liuzhengyang/springboot-demo"
  Normal  Pulled     44s   kubelet            Successfully pulled image "liuzhengyang/springboot-demo" in 50.297270315s
  Normal  Created    44s   kubelet            Created container springboot-demo
  Normal  Started    44s   kubelet            Started container springboot-demo

不断执行kubectl get pods，最终可以看到pods状态变成running

NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
springboot-demo-6865d48f85-fslc9   1/1     Running   0          2m17s

登录到k8s容器中

后面的章节我们会介绍怎么在容器外部访问这个服务。 现在我们看下如何登录到容器中。

通过上面的kubectl get pods命令我们可以看到我们的pod name是springboot-demo-6865d48f85-fslc9

现在我们登录到这个机器上

kubectl exec -it springboot-demo-6865d48f85-fslc9 -- sh

登录上去之后，就可以执行jps等命令观察我们的服务了。