微服务架构在Kubernetes上的实现

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这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

我们讨论了最近的微服务趋势,以及伴随微服务架构可能出现的一些复杂问题。在接下来的几周内,我们将深入探讨这个问题。我们将探讨不同设计选择中固有的权衡,以及可以采取哪些措施来缓解这些问题。

然而,在深入之前,我认为花一点时间来了解当今微服务中的最新技术状态是有意义的。我们首先回顾一下领先的容器管理和服务编排框架Kubernetes。 如今,Kubernetes和微服务几乎是同义词,所以最好彻底了解它们是如何组合在一起的。

Kubernetes

与微服务本身非常相似,容器近年来已成为现代可扩展架构中不可或缺的一部分。与微服务一样,容器已经流行起来,因为它们为开发过程提供了真正的好处:它们可靠,易于扩展,并提供了一个很好的抽象,隔离了Web服务的核心组件。

特别是,一种容器化技术已远远超过其他技术。 这是正确的,我们的微服务之旅的下一站是看看Kubernetes和Docker,它是现代微服务设施的主力。简单地说,Kubernetes是现代基于容器的DevOps和微服务以及容器携手并进的黄金标准。

随着容器化技术的兴起,有几种竞争技术可用于管理大型Docker部署和基于容器的服务。你可能还记得其中一些退役的解决方案:Docker Swarm,Apache Mesos,OpenStack Magnum等。然而,现在Kubernetes已经淘汰了竞争对手。它是唯一的AWS,Azure,Google Cloud原生自带,同时RedHat和Pivotal等许多私有云供应商也提供的容器化解决方案。

Kubernetes能够如此迅速地获得如此多的优势,根因在于它能够将配置与编排分开。这种复杂程度应该不足为奇,因为Kubernetes来自谷歌的内部项目Borg,它是谷歌在分布式系统上的数十年经验总结。使用Kubernetes,你可以指定服务的外观,实例数,冗余类型,服务所在位置。然后,该工具自动计算从现状到创建该服务需要进行哪些更改。可以把它想象成SQL,你没有指定数据库如何添加或转换每个行。你可以指定数据的外观,数据库会指出如何实现数据。 Kubernetes也是一样的。

Kubernetes特点

Kubernetes提供的是将容器视为服务定义的能力。Kubernetes可以处理纯容器。即使你想在不进入微服务领域的情况下只部署容器,Kubernetes在管理和部署方面也能为你提供很多帮助。你在群集中的服务器上安装Kubernetes软件,Kubernetes主进程将自动部署你的软件。

除了基本的容器外,Kubernetes还可以使用它所称的Pod。 Pod是由一个或多个服务组成的单独定义。 Pod可以包含从单独运行的单个服务器到完整的多容器服务,例如数据库容器与键值存储和一个包含在一起的http服务器相结合。 Pod是Kubernetes的基本构建块。

最后一个元素是服务。在Kubernetes中,服务就像是将Pod组合到应用程序中的配方。虽然Pod是具有生命周期的具体部署,但服务更抽象。它描述了一个单独的组件,如后端或数据库。

结合所有这些能力的是Kubernetes命令行工具kubectl。虽然Kubernetes提供的抽象很棒,但命令行工具非常强大,允许你使用kubectl命令描述对架构的复杂更改。总而言之,kubectl CLI工具包含近50种不同的命令,用于处理在修改基于容器的微服务部署过程中出现的所有情况(你总会出现出错的时候)。

动手实践一番

虽然高层次描述很有帮助,但实际上没有什么比实际部署Kubernetes服务能更好的理解它的了。我们在这里没有做任何高深的东西,只是展示如何部署一个简单的“Hello World”服务,但它应该是有益的。

我们在Go中编写了一个简单的服务器,用“Hello World”响应http请求。代码非常简单:

package mainimport("fmt""log""net/http""os")funchandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request){log.Print("Hello world received a request.")version := os.Getenv("VERSION")ifversion ==""{  version ="v1"}log.Println(version)fmt.Fprintf(w,"Hello world %s\n",version)}func main() {log.Print("Hello world sample started.")http.HandleFunc("/api/hello", handler)port := os.Getenv("PORT")ifport ==""{port ="8080"}log.Fatal(http.ListenAndServe(fmt.Sprintf(":%s", port), nil))}

运行它的第一步是将其构建到Docker容器中。为此,我们从基础Go Docker镜像开始构建以下Dockerfile。

# Use the official Golang image to create a build artifact.# https://hub.docker.com/_/golangFROM golangasbuilder# Copy local code to the container image.WORKDIR /go/src/github.com/haseebh/hello-worldCOPY . .RUN go build -o helloworld-v1 main/helloworld-v1.go# Use a Docker multi-stage build to create a lean production image.# https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build/#use-multi-stage-buildsFROM alpineCOPY --from=builder /go/src/github.com/haseebh/hello-world-v1 /helloworld-v1ENV PORT8080# Run the web service on container startup.CMD ["/helloworld-v1"]

现在我们只需要构建它。 选择一个镜像tag,然后运行以下两个Docker命令来构建和保存镜像:

# Build the container on your local machinedocker build -t .# Push the container to docker registrydocker push

在我们部署之前还有一步。虽然我们已经定义了将进入我们的Pod的内容,但我们还没有定义我们的服务。让我们做一个简单的服务定义,称为Hello Service。我们将它保存在hello-service.yml服务定义文件中。

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:name: helloworld-v1spec:ports:  - port: 80  protocol: TCP  targetPort: 8080selector:  app: helloworld-v1type: LoadBalancer---apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:name: helloworld-v1labels:  app: helloworld-v1spec:replicas: 1selector:  matchLabels:    app: helloworld-v1template:  metadata:    labels:        app: helloworld-v1  spec:    containers:        - name: helloworld-kubernetes# replace <image-tag> with your actual imageimage:           ports:            - containerPort: 8080

现在我们已经拥有了所需的一切。我们的镜像已经构建,我们已经根据它定义了一项服务。现在我们终于可以使用Kubernetes来部署它了。我们将使用kubectl命令行工具将其部署在我们的集群上:

kubectlapply-fhelloworld-go-v1.yaml

要获取服务负载均衡器IP,请运行以下命令:

kubectl get svc helloworld-v1 -o wide

记下外部IP。

现在,当我们访问负载均衡器地址时,我们可以看到已部署的服务。它并不多,但“Hello World”向我们展示了这一切都奏效了!

关键组件

构建此服务使我们能够演示大多数主要的Kubernetes组件。首先,我们布置了Dockerfile来为服务创建代码。要在Kubernetes中实际创建服务,我们需要使用YAML来定义它。我们的定义采用我们定义的镜像并提供一些关键信息:应该部署的位置,版本以及其他配置信息。

之后,我们在Pod上部署了该服务。在Kubernetes模型中,Pod与容器密切相关。许多部署(如我们的部署)使用单个Pod进行服务。严格来说,Kubernetes不管理容器,它管理。有时这些容器与Pod有一对一的关系,有时候有多个容器关联到一个Pod。

最后,我们看到了编排的原则。在定义了我们希望如何部署API之后,我们只是将配置文件推送到Kubernetes并完成其余工作。使用kubectl,我们能够指定我们想要的架构,Kubernetes负责其余的工作。当我们稍后查看更复杂的示例时,通过多个版本和复杂的部署,我们将更清楚地看到这个简单想法的强大功能。

深入了解

部署简单的服务只是一个开始。Kubernetes原生支持微服务,它能用很好的方式来部署基本的,甚至更复杂的微服务架构,而不会有太多的麻烦。但要真正利用微服务的可扩展性,你还需要知道更多。

在下一篇文章中,我们将介绍Istio。通过微服务方法,我们能够将单一的应用程序分解为多种服务。

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本文来自:简书

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