在WSL2上部署标准k8s集群并使用Prometheus监控spring cloud服务

2019年Windows Build大会上，微软发布 WSL2，意味着开发者们终于可以在Windows上开发和运行原汁原味 Linux 应用。

本篇文章将教会大家如何在 WSL2 部署一个标准版的 k8s 集群以及使用 Prometheus 和 grafana 监控 spring cloud 服务。

和第一代 WSL不同，WSL2 是运行在 hyper-v 上的一个 VM，因此可以运行原汁原味的 Linux 发行版，例如 Ubuntu，同样对 Linux ABI 接口兼容也更好，支持更多 Linux 应用，例如 docker 。

经过将近一年时间的开发与优化，微软团队终于发布了正式版 WSL2，用户只需将操作系统升级到 2004 以后的 Windows 10 即可。

准备工作

安装 WSL

前置条件：

• 操作系统必须是 Windows 10 build 2004 以后的版本
• C盘 剩余空间最好在 64G 以上
• 内存最好是 16G 以上，8g 内存运行 k8s 集群后，就没有剩余内存

安装开始：

1. 在桌面左下角 Windows 徽标上，右键选择 Windows Powershell(管理员)(A)，然后运行一下脚本

dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart

如果这里遇到失败，多半是操作系统没有升到最新版本的 Windows 10 或者

2. 安装 WSL 2 之前，必须启用“虚拟机平台”可选功能。

dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

3. 重新启动计算机，以完成 WSL 安装并更新到 WSL 2。

4. 将 WSL 2 设置为默认版本

安装新的 Linux 分发版时，请在 Powershell 中运行以下命令，以将 WSL 2 设置为默认版本：

wsl --set-default-version 2

5. 安装所选的 Linux 分发版

打开 Microsoft Store，并选择你偏好的 Linux 分发版。

Microsoft Store

单击以下链接会打开每个分发版的 Microsoft Store 页面：

• Ubuntu 16.04 LTS
• Ubuntu 18.04 LTS
• Ubuntu 20.04 LTS
• openSUSE Leap 15.1
• SUSE Linux Enterprise Server 12 SP5
• SUSE Linux Enterprise Server 15 SP1
• Kali Linux
• Debian GNU/Linux
• Fedora Remix for WSL
• Pengwin
• Pengwin Enterprise
• Alpine WSL

6. 在分发版的页面中，选择“获取”。

ubuntu-store

7. 设置新分发版

首次启动新安装的 Linux 分发版时，将打开一个控制台窗口，系统会要求你等待一分钟或两分钟，以便文件解压缩并存储到电脑上。 未来的所有启动时间应不到一秒。

然后，需要为新的 Linux 分发版创建用户帐户和密码。

ubuntu-install

将分发版版本设置为 WSL 1 或 WSL 2
可以打开 PowerShell 命令行并输入以下命令（仅在 Windows 内部版本 19041 或更高版本中可用），来检查分配给每个已安装的 Linux 分发版的 WSL 版本：wsl -l -v

wsl --list --verbose

若要将分发版设置为受某一 WSL 版本支持，请运行：

wsl --set-version <distribution name> <versionNumber>

请确保将 <distribution name> 替换为你的分发版的实际名称，并将 <versionNumber> 替换为数字“1”或“2”。 可以随时更改回 WSL 1，方法是运行与上面相同的命令，但将“2”替换为“1”。
此外，如果要使 WSL 2 成为你的默认体系结构，可以通过此命令执行该操作：

wsl --set-default-version 2

这会将安装的任何新分发版的版本设置为 WSL 2。

8. 排查安装问题

下面是相关的错误和建议的修复措施。 有关其他常见错误及其解决方法，请参阅 WSL 故障排除页。

• 安装失败并出现错误 0x80070003
  • 适用于 Linux 的 Windows 子系统只能在系统驱动器（通常是 C: 驱动器）中运行。 请确保分发版存储在系统驱动器上：
  • 打开“设置”->“存储”->“更多存储设置： 更改新内容的保存位置”
• WslRegisterDistribution 失败并出现错误 0x8007019e
  • 未启用“适用于 Linux 的 Windows 子系统”可选组件：
  • 打开“控制面板” -> “程序和功能” -> “打开或关闭 Windows 功能”-> 选中“适用于 Linux 的 Windows 子系统”，或使用本文开头所述的 PowerShell cmdlet。
• 安装失败，出现错误 0x80070003 或错误 0x80370102
  • 请确保在计算机的 BIOS 内已启用虚拟化。 有关如何执行此操作的说明因计算机而异，并且很可能在 CPU 相关选项下。
• 尝试升级时出错：Invalid command line option: wsl --set-version Ubuntu 2
  • 请确保已启用适用于 Linux 的 Windows 子系统，并且你使用的是 Windows 内部版本 19041 或更高版本。 若要启用 WSL，请在 Powershell 提示符下以具有管理员权限的身份运行此命令：Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux。 可在此处找到完整的 WSL 安装说明。
• 由于虚拟磁盘系统的某个限制，无法完成所请求的操作。虚拟硬盘文件必须是解压缩的且未加密的，并且不能是稀疏的。
  • 请检查 WSL Github 主题 #4103，其中跟踪了此问题以提供更新的信息。
• 无法将词语“wsl”识别为 cmdlet、函数、脚本文件或可运行程序的名称。
  • 请确保已安装“适用于 Linux 的 Windows 子系统”可选组件。 此外，如果你使用的是 Arm64 设备，并从 PowerShell 运行此命令，则会收到此错误。 请改为从 PowerShell Core 或从命令提示符运行 wsl.exe。

9. 额外工作

• 禁用 swap

  因为 kubelet 不支持 swap 内存，因此需要通过设置 wslconfig 禁用 swap 。在 用户根目录 创建 .wslconfig 文件，例如： 'C:\Users\huang' ，添加以下内容：

  [wsl2]
  swap=0 # 关闭swap
  
  [network]
  generateResolvConf = false # 解决域名解析失败的问题
  

  然后在 powershell 或 cmd 运行以下命令，关闭 wsl，再点击开始菜单 Ubuntu 图标，即完成重启 WSL。

  wsl --shutdown
  

• 设置 /etc/resolve.conf

  因为每次 WSL 启动会自动覆盖 /etc/resolve.conf 文件，可能会导致域名解析失败的问题，必要时可以设置自定义的 DNS服务器 ，把以下内容追加到 /etc/resolve.conf 文件末尾：(需要 root 权限，记得加上 sudo)

  nameserver 8.8.8.8
  nameserver 114.114.114.114
  

• 替换 apt 源

  Ubuntu 官方源在国内并不好用，因此我们需要替换源，提高软件安装和更新速度。编辑 /etc/apt/sources.list，为了安全可以先备份以下原文件

  # 备份source.list文件
  sudo mv /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
  # 创建source.list文件
  sudo vim /etc/apt/sources.list
  

  按 i 进入编辑模式，然后把以下内容复制粘贴到 /etc/apt/sources.list 文件

  这是清华大学 Ubuntu 18.04 LTS 的镜像源，可根据用户安装的发行版自行替换

  # 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
  deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
  # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
  deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
  # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
  deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
  # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
  deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
  # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
  
  # 预发布软件源，不建议启用
  # deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
  # deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
  deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu bionic stable
  # deb-src [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu bionic stable
  

  先按 esc，再安装 :，输入 wq，回车就出退出并保存文件。然后更新本地缓存

  sudo apt update && sudo apt upgrade
  

• 安装 daemonize

  很多 Linux 应用需要 systemd 运行，比如说 docker 和 kubelet。但是几乎所有 WSL2 支持的镜像都不能运行 systemd，因此我们需要安装 daemonize。

  apt-get update && sudo apt-get install -yqq daemonize dbus-user-session fontconfig
  

  创建 /usr/sbin/start-systemd-namespace 文件，并复制粘贴以下内容到文件中

  #!/bin/bash
  SYSTEMD_PID=$(ps -ef | grep '/lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target$' | grep -v unshare | awk '{print $2}')
  if [ -z "$SYSTEMD_PID" ] || [ "$SYSTEMD_PID" != "1" ]; then
      export PRE_NAMESPACE_PATH="$PATH"
      (set -o posix; set) | \
          grep -v "^BASH" | \
          grep -v "^DIRSTACK=" | \
          grep -v "^EUID=" | \
          grep -v "^GROUPS=" | \
          grep -v "^HOME=" | \
          grep -v "^HOSTNAME=" | \
          grep -v "^HOSTTYPE=" | \
          grep -v "^IFS='.*"$'\n'"'" | \
          grep -v "^LANG=" | \
          grep -v "^LOGNAME=" | \
          grep -v "^MACHTYPE=" | \
          grep -v "^NAME=" | \
          grep -v "^OPTERR=" | \
          grep -v "^OPTIND=" | \
          grep -v "^OSTYPE=" | \
          grep -v "^PIPESTATUS=" | \
          grep -v "^POSIXLY_CORRECT=" | \
          grep -v "^PPID=" | \
          grep -v "^PS1=" | \
          grep -v "^PS4=" | \
          grep -v "^SHELL=" | \
          grep -v "^SHELLOPTS=" | \
          grep -v "^SHLVL=" | \
          grep -v "^SYSTEMD_PID=" | \
          grep -v "^UID=" | \
          grep -v "^USER=" | \
          grep -v "^_=" | \
          cat - > "$HOME/.systemd-env"
      echo "PATH='$PATH'" >> "$HOME/.systemd-env"
      exec sudo /usr/sbin/enter-systemd-namespace "$BASH_EXECUTION_STRING"
  fi
  if [ -n "$PRE_NAMESPACE_PATH" ]; then
      export PATH="$PRE_NAMESPACE_PATH"
  fi
  

  接着，创建 /usr/sbin/enter-systemd-namespace 文件，将以下内容复制粘贴到文件中

  #!/bin/bash
  
  if [ "$UID" != 0 ]; then
      echo "You need to run $0 through sudo"
      exit 1
  fi
  
  SYSTEMD_PID="$(ps -ef | grep '/lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target$' | grep -v unshare | awk '{print $2}')"
  if [ -z "$SYSTEMD_PID" ]; then
      /usr/sbin/daemonize /usr/bin/unshare --fork --pid --mount-proc /lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target
      while [ -z "$SYSTEMD_PID" ]; do
          SYSTEMD_PID="$(ps -ef | grep '/lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target$' | grep -v unshare | awk '{print $2}')"
      done
  fi
  
  if [ -n "$SYSTEMD_PID" ] && [ "$SYSTEMD_PID" != "1" ]; then
      if [ -n "$1" ] && [ "$1" != "bash --login" ] && [ "$1" != "/bin/bash --login" ]; then
          exec /usr/bin/nsenter -t "$SYSTEMD_PID" -a \
              /usr/bin/sudo -H -u "$SUDO_USER" \
              /bin/bash -c 'set -a; source "$HOME/.systemd-env"; set +a; exec bash -c '"$(printf "%q" "$@")"
      else
          exec /usr/bin/nsenter -t "$SYSTEMD_PID" -a \
              /bin/login -p -f "$SUDO_USER" \
              $(/bin/cat "$HOME/.systemd-env" | grep -v "^PATH=")
      fi
      echo "Existential crisis"
  fi
  

  运行 sudo visudo 命令，把以下内容复制粘贴到文件末尾：

  Defaults        env_keep += WSLPATH
  Defaults        env_keep += WSLENV
  Defaults        env_keep += WSL_INTEROP
  Defaults        env_keep += WSL_DISTRO_NAME
  Defaults        env_keep += PRE_NAMESPACE_PATH
  %sudo ALL=(ALL) NOPASSWD: /usr/sbin/enter-systemd-namespace
  

  添加刚才的 shell 脚本到 .bashrc， 运行以下命令即可：

  sudo sed -i 2a"# Start or enter a PID namespace in WSL2\nsource /usr/sbin/start-systemd-namespace\n" /etc/bash.bashrc
  

  最后，设置 Windows 环境变量，用管理员权限打开 powershell，运行以下命令：

  cmd.exe /C setx WSLENV BASH_ENV/u
  cmd.exe /C setx BASH_ENV /etc/bash.bashrc
  # 关闭WSL
  wsl --shutdown
  

  点击 开始菜单 上的 Ubuntu 应用，重新打开 WSL，正常进入命令行界面说明操作成功。

若 启动失败 在 powershell 执行以下命令即可恢复 wsl 到正常状态

```powsershell
wsl -e sudo mv /etc/bash.bashrc /opt/bash.bashrc
```

重新进入 `wsl` 后，打开 `/opt/bash.bashrc` ，将上一步添加的两行内容如下删除：

```sh
# Start or enter a PID namespace in WSL2
  source /usr/sbin/start-systemd-namespace
```
再把 `/opt/bash.bashrc` 放回 `/etc/` 目录下，重走安装 `daemonize` 流程

进入正题

安装 docker

移除旧版本docker

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

安装docker

# 更新软件索引
sudo apt-get update

# 安装必备软件
sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg-agent \
    software-properties-common

# 安装 apt-key
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# 添加 repository
sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"

# 更新软件索引
sudo apt-get update

# 安装docker
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 检验docker是否安装成功
sudo docker run hello-world

配置 docker

使用 root 权限创建 '/etc/docker/daemon.json' 文件，并填写以下内容：

{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2",
  "registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/"]
}

重启 docker

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start docker

安装 kubernetes

添加 apt-key.gpg 步骤可能需要梯子，可以通过手动下载 apt-key.gpg，再用这个命令 cat /mnt/c/Users/huang/Downloads/apt-key.gpg | sudo apt-key add - ，/mnt/c/ 表示挂载 C盘，后面加上 apt-key.gpg 所在目录

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https curl
# 添加apt-key.gpg步骤可能需要梯子
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
cat <<EOF | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

启动 k8s集群

执行 kubeadm init 命令之前，先下载必要的镜像，运行以下命令：

kubeadm config images list

得到以下结果：(冒号后面是镜像的版本，会根据kubeadm版本而变化)

k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.18.5
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.18.5
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.18.5
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.18.5
k8s.gcr.io/pause:3.2
k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
k8s.gcr.io/coredns:1.6.7

k8s.gcr.io 镜像在国内多半是拉取失败的，所以要把 k8s.gcr.io 前缀换成 gotok8s ，再加上 'docker pull'：

docker pull gotok8s/kube-apiserver:v1.18.5
docker pull gotok8s/kube-controller-manager:v1.18.5
docker pull gotok8s/kube-scheduler:v1.18.5
docker pull gotok8s/kube-proxy:v1.18.5
docker pull gotok8s/pause:3.2
docker pull gotok8s/etcd:3.4.3-0
docker pull gotok8s/coredns:1.6.7

逐行执行以上命令，待全部完成后，再通过 docker tag 命令，把镜像标签改成 k8s.gcr.io：

docker tag gotok8s/kube-apiserver:v1.18.5 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.18.5
docker tag gotok8s/kube-controller-manager:v1.18.5 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.18.5
docker tag gotok8s/kube-scheduler:v1.18.5 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.18.5
docker tag gotok8s/kube-proxy:v1.18.5 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.18.5
docker tag gotok8s/pause:3.2 k8s.gcr.io/pause:3.2
docker tag gotok8s/etcd:3.4.3-0 k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
docker tag gotok8s/coredns:1.6.7 k8s.gcr.io/coredns:1.6.7

再执行以下命令，等待数分钟后，即可搭建一个标准版 k8s 集群

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 

出现以下命令时，说明创建 k8s 集群成功，再按照提示执行以下命令：(如果创建集群失败，通过运行 sudo kubeadm reset，然后输入 Y 即可清除 kubeadm init 命令的操作)

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

最后一步，通过 kubectl apply 命令，安装 CNI 插件，这里以 calico 为例：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.14/manifests/calico.yaml

通过 kubectl get node 命令获取 node 节点的状态是否 ready：

NAME              STATUS   ROLES    AGE     VERSION
desktop-v6hkp49   Ready    master   2m24s   v1.18.5

压轴环节

部署 spring cloud 集群

这里 spring cloud 示例源码是本人18年学习 spring cloud的demo，相关代码已经上传到 Github

下载源码构建

git clone https://github.com/zaoying/datacenter.git

使用其他编程语言的项目也是可以的，只需要加上 prometheus 对应的 sdk

以 Spring Boot 为例，pom.xml 文件添加 ``

<project

    <properties>
    ...
    <!-- 使用tomcat作为servlet容器，请确保版本在8.5.32 以上 -->
        <tomcat.version>8.5.32</tomcat.version>
    ...
    </properties>>
  ...
    <dependencies>
    ...
        <!-- Micrometer Prometheus registry  -->
        <dependency>
            <groupId>io.micrometer</groupId>
            <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
        </dependency>
    ...
    </dependencies>
</project>

修改配置文件 application.yml，增加以下内容：

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"
    health:
      show-details: always
  metrics:
    tags:
      application: ${spring.application.name}

建议把 eureka 以及其他微服务组件的镜像写到同一个 Pod 中运行，各组件直接就可以通过 localhost 直接进行通信

使用 maven 打包成jar

maven 环境的搭建不细说，以下命令可以在 Windows 上运行

# 切换到 datacenter 所在目录
cd datacenter

# 构建并打包eureka
cd eureka
mvn package -Dmaven.test.skip=true

# 构建并打包school
cd school
mvn package -Dmaven.test.skip=true

# 构建并打包teacher
cd teacher
mvn package -Dmaven.test.skip=true

# 构建并打包student
cd student
mvn package -Dmaven.test.skip=true

使用 docker 打包镜像

这里使用 WSL2 里面安装的 docker 打包镜像。假设项目所在路径是 c:/Users/huang/Documents/github。

eureka、school、teacher 和 student 目录下都写好 Dockerfile，以 eureka 为例：

FROM openjdk:8u242-jre-slim
COPY target/eureka-0.0.1-SNAPSHOT.jar ./app.jar
CMD java -jar app.jar

其他微服务模块的 Dockerfile 也类似，把 eureka-0.0.1-SNAPSHOT.jar 替换成 xxx-0.0.1-SNAPSHOT.jar 即可，xxx 就是微服务模块的名称。

把 Dockerfile 都编写完成后，运行以下命令打包 Docker 镜像

# 打包eureka镜像
docker build -t datacenter-eureka:latest /mnt/c/Users/huang/Documents/github/datacenter/eureka

# 打包school镜像
docker build -t datacenter-school:latest /mnt/c/Users/huang/Documents/github/datacenter/school

# 打包teacher镜像
docker build -t datacenter-teacher:latest /mnt/c/Users/huang/Documents/github/datacenter/teacher

# 打包student镜像
docker build -t datacenter-student:latest /mnt/c/Users/huang/Documents/github/datacenter/student

部署并初始化 mysql

为了方便管理，先创建一个新的 namespace，名字就叫 spring-cloud：

kubectl create namespace spring-cloud

mysql 有官方镜像，直接拿过来使用即可，不用重新打包。另外因为 mysql 是个有状态应用，为了避免Pod重启导致数据丢失，所以在运行之前，需要先分配一个 Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim：

kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:
  name: mysql-pv-volume
  namespace: spring-cloud
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 2Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/opt/data/mysql"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pv-claim
  namespace: spring-cloud
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi

可以根据实际情况，把 /opt/data/mysql 换成其他目录，PV 和 PVC 的大小也可以调整为其他大小，就目前的demo而已，2Gi 容量已经足够了。

将上述内容保存到 pvc.yml 文件，然后执行 kubectl apply -f 命令创建：

kubectl apply -f pvc.yml

接下来，创建 mysql.yml 文件，再将以下内容添加到文件内：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  namespace: spring-cloud
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: mysql
    protocol: TCP
    nodePort: 30306
    port: 3306
    targetPort: 3306
  selector:
    app: mysql
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
  namespace: spring-cloud
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - image: mysql:5.6
        name: mysql
        env:
          # Use secret in real usage
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: bocloud@2019
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim

还是通过 kubectl apply -f 命令创建 mysql 的 service 和 deployment， 然后同一个 namespace 即 spring-cloud 命令空间的 Pod 就可以通过 mysql:3306 地址访问 mysql。

kubectl apply -f mysql.yml

通过 kubectl get pod -n spring-cloud 命令，查看 pod 是否 running

NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-85bcfd68f6-qxmcj            0/1     Pending   0          4m59s

使用 kubectl descibe pod mysql-85bcfd68f6-qxmcj -n spring-cloud 查看，发现以下原因：

Events:
  Type     Reason            Age                 From               Message
  ----     ------            ----                ----               -------
  Warning  FailedScheduling  14s (x4 over 104s)  default-scheduler  0/1 nodes are available: 1 node(s) had taint {node-role.kubernetes.io/master: }, that the pod didn't tolerate.

说明 pod 不能在控制面 control panel 运行，可以通过以下命令解决：

kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

编写 datacenter.yml 并部署

创建 datacenter.yml 文件，并把以下内容添加到文件内：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: datacenter
  namespace: spring-cloud
spec:
  ports:
    - name: eureka
      protocol: TCP
      port: 8761
      targetPort: 8761
      nodePort: 30761
    - name: school
      protocol: TCP
      port: 8084
      targetPort: 8084
      nodePort: 30084
    - name: teacher
      protocol: TCP
      port: 8082
      targetPort: 8082
      nodePort: 30082
    - name: student
      protocol: TCP
      port: 8083
      targetPort: 8083
      nodePort: 30083
  selector:
    app: datacenter
  type: NodePort
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: datacenter-dep
  namespace: spring-cloud
  labels:
    app: datacenter
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: datacenter
  template:
    metadata:
      labels:
        app: datacenter
    spec:
      containers:
      - name: eureka
        image: datacenter-eureka:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8761
      - name: school
        image: datacenter-school:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: MYSQL_ADDRESS
          value: mysql:3306
        - name: MYSQL_PASSWORD
          value: bocloud@2019
        ports:
        - containerPort: 8084
      - name: teacher
        image: datacenter-teacher:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: MYSQL_ADDRESS
          value: mysql:3306
        - name: MYSQL_PASSWORD
          value: bocloud@2019
        ports:
        - containerPort: 8082
      - name: student
        image: datacenter-student:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        env:
        - name: MYSQL_ADDRESS
          value: mysql:3306
        - name: MYSQL_PASSWORD
          value: bocloud@2019
        ports:
        - containerPort: 8083

运行以下命令，即可创建 datacenter 的 service 和 deployment，同一个 namespace 的 Pod 可以通过 datacenter:8761、datacenter:8084、datacenter:8082、datacenter:8083 来分别访问 eureka、school、teacher 和 student 服务。

kubectl apply -f pvc.yml

部署 prometheus 和 grafana

为了方便管理，先创建 prometheus-k8s 的 namespace

kubectl create namespace prometheus-k8s

然后，再创建一个 configmap 来保存　prometheus 的配置：

# my global config
global:
  scrape_interval:     15s # Set the scrape interval to every 15 seconds. Default is every 1 minute.
  evaluation_interval: 15s # Evaluate rules every 15 seconds. The default is every 1 minute.
  # scrape_timeout is set to the global default (10s).

# Alertmanager configuration
alerting:
  alertmanagers:
  - static_configs:
    - targets:
      # - alertmanager:9093

# Load rules once and periodically evaluate them according to the global 'evaluation_interval'.
rule_files:
  # - "first_rules.yml"
  # - "second_rules.yml"

# A scrape configuration containing exactly one endpoint to scrape:
# Here it's Prometheus itself.
scrape_configs:
  # The job name is added as a label `job=<job_name>` to any timeseries scraped from this config.
  - job_name: 'prometheus'

    # metrics_path defaults to '/metrics'
    # scheme defaults to 'http'.

    static_configs:
    - targets: ['localhost:9090']
  - job_name: 'school'
    metrics_path: "/actuator/prometheus"
    static_configs:
    - targets: ['datacenter.spring-cloud:8084']
  - job_name: 'teacher'
    metrics_path: "/actuator/prometheus"
    static_configs:
    - targets: ['datacenter.spring-cloud:8082']
  - job_name: 'student'
    metrics_path: "/actuator/prometheus"
    static_configs:
    - targets: ['datacenter.spring-cloud:8083']

然后把文件保存为 prometheus.yml，再运行以下命令：

kubectl create configmap prometheus-config -n prometheus-k8s --from-file prometheus.yml

接着，创建 prometheus 的 service 和 deployment ：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: prometheus
  namespace: prometheus-k8s
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    nodePort: 30909
    port: 9090
    targetPort: 9090
  selector:
    app: prometheus
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: prometheus
  namespace: prometheus-k8s
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: prometheus
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prometheus
    spec:
      containers:
      - image: prom/prometheus
        name: prometheus
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9090
          name: http
        volumeMounts:
        - name: prometheus-config
          mountPath: /etc/prometheus/
      volumes:
      - name: prometheus-config
        configMap:
          name: prometheus-config
          items:
           - key: prometheus.yml
             path: prometheus.yml

把上述内容保存为 serviceAndDeployment.yml 文件，再运行以下命令：

kubectl apply -f serviceAndDeployment.yml

接着，创建 grafana 的 service 和 deployment ：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: grafana
  namespace: prometheus-k8s
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    nodePort: 30009
    port: 3000
    targetPort: 3000
  selector:
    app: grafana
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: grafana
  namespace: prometheus-k8s
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: grafana
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grafana
    spec:
      containers:
      - image: grafana/grafana
        name: grafana
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 3000
          name: http

把上述内容保存为 serviceAndDeployment-grafana.yml 文件，再运行以下命令：

kubectl apply -f serviceAndDeployment-grafana.yml

创建 ingress

创建 ingress-nginx-controller，这里用到 hostNetwork，所以会占用宿主机的 80 和 443 端口

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/zaoying/k8s-learning/master/nginx/mandatory.yaml

创建 ingress-nginx 服务

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: ingress-nginx
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
spec:
  externalTrafficPolicy: Local
  type: NodePort
  selector:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
  ports:
    - name: http
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: http
    - name: https
      port: 443
      protocol: TCP
      targetPort: https

把以上内容保存为 service-node-port.yml，再运行 kubectl apply -f service-node-port.yml 。

接着为 grafana 创建 tls secret，信息可以随便填

openssl genrsa -aes128 -out server.key 2048

openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout server.key -x509 -days 3650 -out server.crt

kubectl create secret tls prometheus-secret-tls --cert=server.crt --key=server.key -n prometheus-k8s

把以下内容保存到 ingress.yml，再运行 kubectl apply -f ingress.yml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: grafana
  namespace: prometheus-k8s
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/ingress.class: nginx
spec:
  tls:
  - hosts:
    - grafana.local
    secretName: prometheus-secret-tls
  rules:
  - host: grafana.local
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: grafana
          servicePort: 3000

把 127.0.0.1 grafana.local 追加到 C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts 文件末。

配置 grafana

1. 在浏览器打开 https://grafana.local 就可以看到 grafana 网页，因为是自签名 tls 证书，所以浏览器会警告，忽略警告。

grafana

2. 输入 admin/admin 登录，然后修改密码

datasource

3. 点击 Add your first data source，选择 prometheus ，填写 http://prometheus:9090 ，然后点击 Save & Test 保存。

import-dashboard

4. 点击 +，选择 import，输入 4701，点击 Load

import

5. prometheus 列选择 prometheus， 然后点击 import

jvm-micrometer

6. 重复步骤 4-5，把 4701 换成 6756

spring-boot-statistic

至此，本教程结束！

参考文章：

安装适用于 Linux 的 Windows 子系统

Running Snaps on WSL2 (Insiders only for now)

Install Docker Engine on Ubuntu

Creating a single control-plane cluster with kubeadm