K8S (kubernetes) & Docker 实战之容器化并迁移至云平台(一)

关键词 : K8S; Docker; Kubernetes;迁移;容器;云平台

Kubernetes单词起源于希腊语, 是“舵手”或者“领航员”的意思,是“管理者”和“控制论”的根源。 K8s是把用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。

对于使用 Docker & K8S 构建容器化生产环境的好处本文不再赘述,详细信息可以去Kubernetes官网以及Docker官网查看。本文以项目从打包到构建镜像,最后部署至云环境的流程对整套部署方式进行讲解,考虑到快速构建一个基本流程概念,本文不对细节进行深入。随着我对这套技术的理解,后续也会逐渐更新文章来逐个详解。如有不足及错误,欢迎勘正。

1.Docker

  • 如何将项目构建成Docker镜像?

传统项目迁移至云环境大致分为以下几个步骤:

传统项目 -→ 构建成镜像(image) -→ 部署在K8S上

  • Docker File

如果想把传统项目构建成镜像,只需要添加一个Dokcer File,Docker File是一个包含一些指令的文件,放置在项目下。其作用是指导Docker在构建镜像时进行的一些操作。详细说明参考Docker官方文档
Docker File 在项目中的样子如下图:

DockerFile.png

其中 FROM 表示基于那个镜像作为基础镜像,这涉及到Docker分层构建镜像的概念,本文作为quick start,在此不做详细说明。

  • 开始构建Dokcer 镜像

在本地构建Docker镜像需要事先安装Docker环境,具体步骤请参考以下文章。
Windows Docker安装
Ubuntu Docker安装
MacOs Docker安装
Centos Docker安装

在项目中DockerFile目录下,打开命令行工具,执行docker build .,注意末尾的点,这是利用PATH构建Docker镜像。

打包镜像.png

可以看到构建镜像分为几步来完成,这取决于你在DockerFile中执行的任务条数,这里可以粗略地理解为每个条目对应Docker镜像的一层,就好比汉堡一样。
构建完毕后,执行docker images可以看到我们刚刚生成的镜像。
生成的Docker镜像.png

  • 使用Docker镜像

使用docker run IMAGE_ID命令可以使用镜像创建一个“容器”并将其启动。说到容器,这其实是Docker中一个概念,在这里可以先粗略地理解为由镜像为模板,生成出来的一个环境,在这之中运行着我们的项目。本地项目启动以来较多环境变量参数,这里为了演示方便,拉取Redis官方镜像并在本地运行。拉取镜像、创建容器并运行,结果如下:

拉取镜像.png

上图展示了在IDEA编辑器中使用Shell拉取镜像,默认pull下来的是docker官方的镜像,就好比我们使用maven或者gradle从中央仓库下载所需jar包一样。
创建容器并运行.png

到此为止,我们就已经将一个项目构建成Docker镜像并可以在本地运行了。

2.将镜像部署至云平台

我们已经获得了Docker镜像,那么接下来要做的就是在K8S云上环境把它运行起来,交由K8S来管理和运维我们的项目。
这里以DevOps方式流程化部署应用,首先介绍自动化工具Jenkins,随后简要介绍K8S。

  • 自动化部署

Jenkins是一款自动化流程构建工具,可以把我们平时上线,部署等一系列操作流程化,代码化。我们这里不做过多介绍,后续文章将会逐一详解,读者可以暂时将其理解为使用代码定义好的上线流程及部署步骤。

  • 使用SCM方式将Pipeline(理解为定义上线流程的代码)脚本写好,随着项目提交至Git。Jenkins在自动化上线过程中大致分为以下几个步骤:
    1.拉取Git代码
    2.按照定义好的编译命令build项目
    3.按照DockerFile定义构建镜像
    4.将镜像部署在K8S

上述几个步骤我们在项目中增加JenkinsFile文件,这个文件由脚本语言完成,主要定义了我们要Jenkins做的几件事的具体实现方式。

JenkinsFile.png

图中几个stage就是我们要做的几个步骤的定义,这里每个stage会执行我事先写好的linux shell,这些shell的目的就是上述几个部署步骤,编译项目→打包→打镜像→部署至K8S。具体的shell后续文章进行分解。
准备好Jenkinsfile(指导Jenkins执行的脚本)后,在Jenkins创建Pipeline(流水线),并选择SCM方式,配置好项目的Git地址、分支、拉取权限、Jenkinsfile路径后,就可以执行了。
Pipeline.png

执行过程中的打包与构建镜像步骤我们已经基本了解,那么项目是如何部署到云上的呢?

  • deployment.yaml: 我们在项目创建一个yaml配置文件,随着项目推送至Git。当Jenkins自动化构建时,部署到K8S这一步就需要这个yaml文件来指导了。Jenkins会根据代码去Git获取到我们事先定义好的yaml文件,以其为指导,登录到云环境并部署(登录云环境命令配置在shell中,yaml文件仅作为部署配置)。
    YAML文件.png

YAML文件作为K8S部署时的指导配置,约定了部署方式、命名空间、采用几个pod(可以暂时理解为节点)、从哪里获取镜像、暴露哪些端口等信息。同时这个文件还告诉了K8S创建什么样的服务(服务的概念后续详解)等配置。
这样,在自动化构建出工程的镜像后,就可以依据这样的配置文件将项目(镜像)部署至云环境了。
成功执行构建流程后的Jenkins Pipeline如下图所示:


Pipeline执行完毕.png
  • 云上初见
  • 经过一系列构建流程,我们终于可以去看看项目在云上的样子了。为了更直观展示,这里使用图形界面登录云环境。选择正确的命名空间,找到我们部署的项目:


    部署在K8S中.png

    这里考虑资源问题,这里只配置了2个Pod,至此,项目部署至云上结束。

总结

  • 这篇文章作为quick start较为粗略地介绍了项目部署至云环境的大致流程,后续随着我对Docker + Jenkins + Kubernetes 等技术的理解加深,还会继续学习与分享。
    尊重原创,转载请注明出处。
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