Kubernetes 入門練習

在Kubernetes 最新版本安裝過程和注意事項 中，我已經配置好了 Kubernetes 的基礎環境，接下來要按照Kubernetes 權威指南 書中的內容簡單做個練習。

Kubernetes 使用的v1.13.3 版本，在實際操作時發現和書上 v1.6.3 版本的命令沒太大區別，但是由於例子中使用的 mysql 沒有指定版本，因此，不管 Kubernetes 版本如何，跟著書上第一章的入門操作時，會遇到各種各樣的問題，錯誤的根源在 mysql 版本，但是根據錯誤資訊解決問題的過程中，往往讓人跑偏。

我自己為了方便管理，直接在/ 建立了/k8s/chapter01 目錄。由於我也是正在入門，對概念性的東西以及配置引數理解不深，所以本文只是能讓你完成某些功能，並不能讓你知道為什麼這麼做，如果想要了解，可以找一些資料學習。

如果你正好也買了《Kubernetes 權威指南》這本書，先按照Kubernetes 最新版本安裝過程和注意事項 配置好環境，然後再配合本文看第 1 章 Kubernetes 入門 ，你可以避免很多坑，會讓你學的更順利。

這些坑沒必要自己踩一遍，我認為這是寫書的人沒有考慮周全導致的，是書的問題。

1. 配置 MySQL 服務

1.1 配置 MySQL ReplicationController

建立mysql-rc.yaml 配置檔案，寫入下面的內容：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: mysql
spec:
replicas: 1
selector:
app: mysql
template:
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: mysql:5.6.43
ports:
- containerPort: 3306
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
value: "123456"

如果你從來沒接觸過 yaml 格式，要切記，所有屬性名的冒號後面必須有一個空格，必須形如：name:_mysql （下劃線代表空格，不要真的輸入一個下劃線 ），而不能是name:mysql 。

本文中的配置和書上的區別在image: mysql:5.6.43 ，這裡指定了一個5.6 的最新版本，不用 5.7 和最新的 8 是因為驅動或者密碼機制有很多不同的地方，基本上指定這個版本後，就沒有坑 了。

1.2 下載用到的映象

既然用到了mysql:5.6.43 ，建議先通過 docker 下載下來，執行docker pull mysql:5.6.43 。

1.3 根據配置建立 Pod

只需要執行命令kubectl create -f mysql-rc.yaml 即可。

如果出錯想要刪除，可以執行：kubectl delete -f mysql-rc.yaml

啟動後，通過kubectl get pods 檢視狀態。

1.4 配置 MySQL 服務

建立mysql-svc.yaml 配置檔案，寫入以下內容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 3306
nodePort: 30002
selector:
app: mysql

為了方便外網連線資料庫檢視資料庫問題，這裡參考書上對 tomcat 的配置，增加了NodePort ，這樣配置後，外網能通過 30002 埠訪問 MySQL 資料庫。

1.5 啟動 MySQL 服務

只需要執行命令kubectl create -f mysql-svc.yaml （刪除和前面方式一樣，改成delete 即可）。

然後通過kubectl get svc 檢視服務狀態。

此時你也可以通過 Navicat 等資料庫管理工具連線到 MySQL 資料庫檢視。

2. 配置 Tomcat 服務

和前面一樣的套路，這裡不在細分。

建立myweb-rc.yaml ，內容如下：

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

這裡用到了kubeguide/tomcat-app:v1 映象，通過 docker 下載即可。

特別注意，上面配置中有個replicas: 2 ，因此通過該配置建立 Pod 時，會出現兩個不同的 Pod。

執行命令kubectl create -f myweb-rc.yaml 建立 Pod，只需要執行一次，但是會出現兩個 Pod，例如我這裡的輸出如下：

[root@k8s-master chapter01]# kubectl get pods
NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
mysql-wjmlk1/1Running041m
myweb-j94ws1/1Running026m
myweb-vvlkg1/1Running026m

接下來建立對應的服務，檔案為myweb-svc.yaml ，內容如下：

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

這裡對外公開了 30001 埠。執行命令啟動服務kubectl create -f myweb-svc.yaml ，此時所有的服務如下：

[root@k8s-master chapter01]# kubectl get svc
NAMETYPECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGE
kubernetesClusterIP10.96.0.1<none>443/TCP156m
mysqlNodePort10.100.172.159<none>3306:30002/TCP42m
mywebNodePort10.105.77.133<none>8080:30001/TCP28m

此時訪問http://K8s主機IP:30001/demo/ 即可檢視效果。

3. 其他

如何連上 docker 容器？

執行docker ps 檢視當前執行的容器（部分）列表如下：

[root@k8s-master chapter01]# docker ps
CONTAINER IDIMAGECOMMANDCREATEDSTATUSPORTSNAMES
db1fafff0e93a29e200a18e9"catalina.sh run"31 minutes agoUp 31 minutesk8s_myweb_myweb-vvlkg_default_00f1ad16-2ae7-11e9-8861-000c293fb758_0
01a31ce5551ea29e200a18e9"catalina.sh run"31 minutes agoUp 31 minutesk8s_myweb_myweb-j94ws_default_00f2305e-2ae7-11e9-8861-000c293fb758_0
51a678ae4a2ek8s.gcr.io/pause:3.1"/pause"31 minutes agoUp 31 minutesk8s_POD_myweb-j94ws_default_00f2305e-2ae7-11e9-8861-000c293fb758_0
74397325fb22k8s.gcr.io/pause:3.1"/pause"31 minutes agoUp 31 minutesk8s_POD_myweb-vvlkg_default_00f1ad16-2ae7-11e9-8861-000c293fb758_0
15042ef4626096e41ac53eac"docker-entrypoint.s…"45 minutes agoUp 45 minutesk8s_mysql_mysql-wjmlk_default_04017175-2ae5-11e9-8861-000c293fb758_0
31fda404c387k8s.gcr.io/pause:3.1"/pause"45 minutes agoUp 45 minutesk8s_POD_mysql-wjmlk_default_04017175-2ae5-11e9-8861-000c293fb758_0

複製想要連線的容器 ID，例如第一個的 Tomcat 容器db1fafff0e93 ，執行下面命令：

docker exec -it db1fafff0e93 /bin/bash

然後就進入了容器中，此時命令列顯示如下：

root@myweb-vvlkg:/usr/local/tomcat# 

通過cd webapps/demo/ 進入 web 專案的目錄，可以看看index.jsp 的內容，執行cat index.jsp 輸出如下：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8"
pageEncoding="utf-8"%>
<!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>
<bodyalign="center">

<%
java.sql.Connection conn=null;
java.lang.String strConn;
java.sql.Statement stmt=null;
java.sql.ResultSet rs=null;
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();
try{
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String ip=System.getenv("MYSQL_SERVICE_HOST");
String port=System.getenv("MYSQL_SERVICE_PORT");
ip=(ip==null)?"localhost":ip;
port=(port==null)?"3306":port;
System.out.println("Connecting to database...");

conn = java.sql.DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://"+ip+":"+port+"?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8", "root","123456");

stmt = conn.createStatement();
String sql = "show databases like 'HPE_APP'";
rs =stmt.executeQuery(sql);
if(!rs.next())
{
sql = "CREATE DATABASE HPE_APP DEFAULT CHARSET utf8 COLLATE utf8_general_ci";
stmt.executeUpdate(sql);
System.out.println("Database created successfully...");
sql = "CREATE TABLE HPE_APP.T_USERS (ID INT NOT NULL AUTO_INCREMENT ,USER_NAME VARCHAR(100),LEVEL VARCHAR(20), PRIMARY KEY ( ID ))";
stmt.executeUpdate(sql);
System.out.println("table created successfully...");
sql="insert into HPE_APP.T_USERS(USER_NAME,LEVEL) values('me','100')";
stmt.executeUpdate(sql);
sql="insert into HPE_APP.T_USERS(USER_NAME,LEVEL) values('our team','100')";
stmt.executeUpdate(sql);
sql="insert into HPE_APP.T_USERS(USER_NAME,LEVEL) values('HPE','100')";
stmt.executeUpdate(sql);
sql="insert into HPE_APP.T_USERS(USER_NAME,LEVEL) values('teacher','100')";
stmt.executeUpdate(sql);
sql="insert into HPE_APP.T_USERS(USER_NAME,LEVEL) values('docker','100')";
stmt.executeUpdate(sql);
sql="insert into HPE_APP.T_USERS(USER_NAME,LEVEL) values('google','100')";
stmt.executeUpdate(sql);
System.out.println("demo records inserted successfully...");
}
%>
<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>

<%
rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROMHPE_APP.T_USERS order by id desc");

while(rs.next()) {
System.out.println("find record");
%>
 <TR>
<TD><%= rs.getString("USER_NAME") %></TD>
<TD><%= rs.getString("LEVEL") %></TD>
</TR>
<%
}
%>
</TABLE>
<% 

}catch(Exception se){
se.printStackTrace();
%>

<h3> Error:<%= se %></h3>
<%
}finally{
//finally block used to close resources
try{
if(stmt!=null)
stmt.close();
}catch(Exception se2){
}// nothing we can do
try{
if(conn!=null)
conn.close();
}catch(Exception se){
se.printStackTrace();
}//end finally try
}//end try

System.out.println("Goodbye!");
%>
</body>
</html>

可以看到兩個關鍵的環境變數：MYSQL_SERVICE_HOST 和MYSQL_SERVICE_PORT ，控制檯執行命令檢視：

root@myweb-vvlkg:/usr/local/tomcat/webapps/demo# echo $MYSQL_SERVICE_HOST
10.100.172.159

這裡的 IP 和上面執行kubectl get svc 時 mysql 對應的虛擬 IP 相同。

執行export 看看所有的環境變數，輸出如下：

root@myweb-vvlkg:/usr/local/tomcat/webapps/demo# export
declare -x CATALINA_HOME="/usr/local/tomcat"
declare -x HOME="/root"
declare -x HOSTNAME="myweb-vvlkg"
declare -x JAVA_DEBIAN_VERSION="7u101-2.6.6-1~deb8u1"
declare -x JAVA_HOME="/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre"
declare -x JAVA_VERSION="7u101"
declare -x KUBERNETES_PORT="tcp://10.96.0.1:443"
declare -x KUBERNETES_PORT_443_TCP="tcp://10.96.0.1:443"
declare -x KUBERNETES_PORT_443_TCP_ADDR="10.96.0.1"
declare -x KUBERNETES_PORT_443_TCP_PORT="443"
declare -x KUBERNETES_PORT_443_TCP_PROTO="tcp"
declare -x KUBERNETES_SERVICE_HOST="10.96.0.1"
declare -x KUBERNETES_SERVICE_PORT="443"
declare -x KUBERNETES_SERVICE_PORT_HTTPS="443"
declare -x LANG="C.UTF-8"
declare -x MYSQL_PORT="tcp://10.100.172.159:3306"
declare -x MYSQL_PORT_3306_TCP="tcp://10.100.172.159:3306"
declare -x MYSQL_PORT_3306_TCP_ADDR="10.100.172.159"
declare -x MYSQL_PORT_3306_TCP_PORT="3306"
declare -x MYSQL_PORT_3306_TCP_PROTO="tcp"
declare -x MYSQL_SERVICE_HOST="10.100.172.159"
declare -x MYSQL_SERVICE_PORT="3306"
declare -x OLDPWD="/usr/local/tomcat"
declare -x OPENSSL_VERSION="1.0.2h-1"
declare -x PATH="/usr/local/tomcat/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
declare -x PWD="/usr/local/tomcat/webapps/demo"
declare -x SHLVL="1"
declare -x TERM="xterm"
declare -x TOMCAT_MAJOR="8"
declare -x TOMCAT_TGZ_URL="https://www.apache.org/dist/tomcat/tomcat-8/v8.0.35/bin/apache-tomcat-8.0.35.tar.gz"
declare -x TOMCAT_VERSION="8.0.35"

4. 總結

入門只是一個很簡單的例子，但是因為書中沒有指定 mysql 的版本，你會遇到各種各樣的問題，細節很重要，有一點點的不認真，都可能要付出百倍的時間來解決，所以希望本文能節省大家的時間，讓大家能避免類似的錯誤。