Kubernetes运维之部署主流JAVA应用

基于kubernetes部署JAVA项目
将项目迁移到k8s平台是怎样实现的?

1制作镜像
2 控制器管理Pod
3 Pod数据持久化
4 暴露应用
5 对外发布应用
6 日志/监控

1制作镜像分为三步：第一基础镜像，是基于哪个操作系统，比如Centos7或者其他的
第二步中间件镜像，比如服务镜像，跑的像nginx服务，tomcat服务
第三步项目镜像，它是服务镜像之上的，将你的项目打包进去，那么这个项目就能在你这个服务镜像里面运行了

一般我们运维人员都是提前将我们的镜像做好，而开发人员就能直接拿这个镜像去用，这个镜像一定要符合现在环境部署的环境，

2 控制器管理pod
也就是k8s去部署这个镜像了，一般我们都会去拿控制器去部署，用的最多的就是deployment

• Deployment：无状态部署
• StatefulSet：有状态部署
• DaemonSet：守护进程部署
• Job & CronJob：批处理

无状态和有状态的有什么区别？
有状态的是有身份的，比如网络ID、存储、这个两个是提前规划好的，有序启动/停止
持久化与非持久化

3 Pod数据持久化

pod数据持久化主要是因对一个应用程序说的，比如开发一个项目，这个项目有没有落地到本地文件，如果有落的话，就保证他持久的有了，那就必须要用到pod数据的持久化了。

容器部署过程中一般有以下三种数据：
• 启动时需要的初始数据，可以是配置文件
• 启动过程中产生的临时数据，该临时数据需要多个容器间共享
• 启动过程中产生的持久化数据

4 暴露应用
在k8s中，部署一个deployment,它是无法对外进行访问的，就是别的应用程序要想访问部署的deployment,它找不到该怎么去访问，为什么去这么讲，因为deployment一般都是多副本的去部署，有可能会分布在不同的节点之上，而且重建pod ip也会变，重新发布一下也会变了，所以没有办法去固定去访问哪个pod，即使固定了，其他的pod也访问不了，要想做到多个pod都去提供服务的话，前面有必须要加一个负载均衡，提供一个访问入口，只有这个访问这个统一入口，才能转发到后端多个pod上，只要访问这个Cluster IP就能转发到后端的pod上

Service
• Service定义了Pod的逻辑集合和访问这个集合的策略
• Service引入为了解决Pod的动态变化，提供服务发现和负载均衡
• 使用CoreDNS解析Service名称

5 对外发布应用

暴露出去之后呢，也就是需要让用户去访问，比如搭建一个电商网站，让用户去访问，ingress相对于service，它是一个互补的状态，弥补了各自，service主要提供了集群内部的访问，也可以暴露一个TCP/UDP的端口，而ingress主要是一个7层的转发，也就是提供一个统一的入口，只要访问ingress controller,它就能帮你转发你部署所有的项目，也就是所有的项目都使用域名去访问。

传统部署与K8S部署区别

首先开发者将代码部署到你的代码仓库中，主流的用的Git或者gitlab,提交完代码通过CI/CD平台需要对代码进行拉取、编译、构建，产生一个War包，然后交给Ansible然后发送到云主机上/物理机,然后通过负载均衡将项目暴露出去，然后会有数据库，监控系统，日志系统来提供相关的服务。

首先也是开发将代码放在代码仓库，然后通过jenkins去完成拉取代码，编译，上传到我们的镜像仓库这里是将代码打包成一个镜像，而不是刻意执行的war或者jar包，这个镜像包含了你的项目的运行环境和项目代码，这个镜像可以放在任何docker上去run起来，都可以去访问，首先得保证能够在docker上去部署起来，再部署到k8s上，打出来的镜像去放在镜像仓库中，来集中的去管理这些镜像，因为每天会产生几十个或者上百个镜像，必须通过镜像仓库去管理，这里可能会去写一个脚本去连接k8smaster,而k8s会根据自己的部署去调度这些pod,然后通过ingress去发布我们的应用，让用户去访问，每个ingress会关联一组pod,而service会创建这组pod的负载均衡，通过service去区分这些节点上的Pod，然后数据库是放在集群之外，监控系统日志系统也可以放在k8s集群放在去部署，也可以放在之外
，我们是放在k8s集群内的，也不是特别敏感，主要用来运维和开发调试用的，不会影响到我们的业务，所以我们优先去k8s中去部署。

现在我们去部署一个JAVA项目到我们的k8s中
一、安装一个openjdk还是maven用来编译

[root@k8s-master ~]# yum -y install java-1.8.0-openjdk.x86_64 maven
[root@k8s-master ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_222"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_222-b10)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.222-b10, mixed mode)

然后我们将代码拉到本地一般Dockerfile中跟我们的代码都放在同一目录下，

[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# ls
db  Dockerfile  LICENSE  pom.xml  README.md  src
[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# vim Dockerfile
FROM lizhenliang/tomcat
LABEL maintainer zhaochengcheng
RUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*
ADD target/*.war /usr/local/tomcat/webapps/ROOT.war

二、进行编译
然后这里我们需要配置maven的国内源，这样的话就比较快一点
[root@k8s-master CI]# vim /etc/maven/settings.xml

<mirror>
<id>central</id>
<mirrorOf>central</mirrorOf>
<name>aliyun maven</name>
<url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
</mirror>
</mirrors>

[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# mvn clean package -D maven test.skip=true
[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# ls
db  Dockerfile  LICENSE  pom.xml  README.md  src  target
[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# cd target/
[root@k8s-master target]# ls
classes  generated-sources  ly-simple-tomcat-0.0.1-SNAPSHOT  ly-simple-tomcat-0.0.1-SNAPSHOT.war  maven-archiver  maven-status
[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# cd target/

我们就使用这个编译好的war包,然后打成镜像，上传到我们的Harbor仓库里

[root@k8s-master target]# ls
classes            ly-simple-tomcat-0.0.1-SNAPSHOT      maven-archiver
generated-sources  ly-simple-tomcat-0.0.1-SNAPSHOT.war  maven-status

[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# docker build -t 192.168.30.24/library/java-demo:latest .

三、然后上传到我们的镜像仓库

[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# docker login 192.168.30.24
Username: admin
Password:
Error response from daemon: Get https://192.168.30.24/v2/: dial tcp 192.168.30.24:443: connect: connection refused

这里报错，其实我们需要在每台docker下都要写入对harbor仓库的信任才可以，后面上传镜像也会用

[root@k8s-master java-demo]# vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["http://f1361db2.m.daocloud.io"],
"insecure-registries": ["192.168.30.24"]
}

再等录一下push就可以了

[root@k8s-master tomcat-java-demo-master]# docker push 192.168.30.24/library/java-demo:latest

四、控制器管理pod
编写deployment,一般项目都写到自定义的命名空间下，名称写项目名称，方便记忆， name: tomcat-java-demo
namespace: test
另外就是下一个项目名称，这里分为多个，一般有很多的组件组成，所以下面可以写个app的名称，比如组件1、2、3，起码标签有这两个维度
project: www
app: java-demo
另外就是镜像拉取，在哪个仓库去下载，这里我建议镜像仓库的项目名称和我们定义的是一种，避免混了
我重新打个标签，并传到我们的私有镜像仓库中

[root@k8s-master java-demo]# docker tag 192.168.30.24/library/java-demo  192.168.30.24/tomcat-java-demo/java-demo
[root@k8s-master java-demo]# docker push 192.168.30.24/tomcat-java-demo/java-demo:latest

镜像地址也改一下地址

imagePullSecrets:
- name: registry-pull-secret
containers:
- name: tomcat
image: 192.168.30.24/tomcat-java-demo/java-demo:latest

现在开始创建我们的yaml
创建项目的命名空间

[root@k8s-master java-demo]# vim namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: test

[root@k8s-master java-demo]# kubectl create -f namespace.yaml
namespace/test created
[root@k8s-master java-demo]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   22h
kube-node-lease   Active   22h
kube-public       Active   22h
kube-system       Active   22h
test              Active   5s

创建一个secret来保证我们harbor镜像仓库的认证信息，这里一定要写上我们的项目的命名空间

[root@k8s-master java-demo]# kubectl create secret docker-registry registry-pull-secret --docker-username=admin --docker-password=Harbor12345 --docker-email=111@qq.com --docker-server=192.168.30.24 -n test
secret/registry-pull-secret created
[root@k8s-master java-demo]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   23h
kube-node-lease   Active   23h
kube-public       Active   23h
kube-system       Active   23h
test              Active   6m39s
[root@k8s-master java-demo]# kubectl get secret
NAME                   TYPE                                  DATA   AGE
default-token-2vtgm    kubernetes.io/service-account-token   3      23h
registry-pull-secret   kubernetes.io/dockerconfigjson        1      46s

[root@k8s-master java-demo]# vim deployment.yaml
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: tomcat-java-demo
namespace: test
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
project: www
app: java-demo
template:
metadata:
labels:
project: www
app: java-demo
spec:
imagePullSecrets:
- name: registry-pull-secret
containers:
- name: tomcat
image: 192.168.30.24/tomcat-java-demo/java-demo:latest
imagePullPolicy: Always
ports:
- containerPort: 8080
name: web
protocol: TCP
resources:
requests:
cpu: 0.5
memory: 1Gi
limits:
cpu: 1
memory: 2Gi
livenessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 60
timeoutSeconds: 20
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
initialDelaySeconds: 60
timeoutSeconds: 20

[root@k8s-master java-demo]# kubectl get pod -n test
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tomcat-java-demo-6d798c6996-fjjvk   1/1     Running   0          2m58s
tomcat-java-demo-6d798c6996-lbklf   1/1     Running   0          2m58s
tomcat-java-demo-6d798c6996-strth   1/1     Running   0          2m58s

另外就是暴露一个Service,这里的标签也要保持一致，不然他找不到相应的标签就提供不了服务，这里我们是使用ingress来访问发布应该，直接使用ClusterIP就可以

[root@k8s-master java-demo]# vim service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: tomcat-java-demo
namespace: test
spec:
selector:
project: www
app: java-demo
ports:
- name: web
port: 80
targetPort: 8080

[root@k8s-master java-demo]# kubectl get pod,svc -n test
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/tomcat-java-demo-6d798c6996-fjjvk   1/1     Running   0          37m
pod/tomcat-java-demo-6d798c6996-lbklf   1/1     Running   0          37m
pod/tomcat-java-demo-6d798c6996-strth   1/1     Running   0          37m

NAME                       TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/tomcat-java-demo   ClusterIP   10.1.175.191   <none>        80/TCP    19s

测试访问我们的项目，是可以的，现在要发布出去通过ingress

[root@k8s-master java-demo]# curl 10.1.175.191
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
<meta charset="utf-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<title>把美女带回家应用案例</title>
<meta name="description" content="把美女带回家应用案例">
<meta name="keywords" content="index">

现在部署一个ingress-nginx的控制器，这个网上都可以找到，官方也有，我这里是按DaemonSet的方式去部署的，所以每个节点都会跑一个控制器

[root@k8s-master java-demo]# kubectl get pod -n ingress-nginx
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-ingress-controller-g95pp   1/1     Running   0          3m6s
nginx-ingress-controller-wq6l6   1/1     Running   0          3m6s

发布应用
这里注意两点，第一个就是网站域名，一个是service的命名空间

[root@k8s-master java-demo]# kubectl get pod,svc -n test
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/tomcat-java-demo-6d798c6996-fjjvk   1/1     Running   0          53m
pod/tomcat-java-demo-6d798c6996-lbklf   1/1     Running   0          53m
pod/tomcat-java-demo-6d798c6996-strth   1/1     Running   0          53m

NAME                       TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/tomcat-java-demo   ClusterIP   10.1.175.191   <none>        80/TCP    16m
[root@k8s-master java-demo]# vim service.yaml
[root@k8s-master java-demo]# kubectl create -f ingress.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: tomcat-java-demo
namespace: test
spec:
rules:
- host: java.maidikebi.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: tomcat-java-demo
servicePort: 80

另外我这边是测试的，所以绑定我本地的hosts来进行访问
在hosts文件里面加入域名和和节点ip就能访问到我们的项目了