从零开始部署在 Kubernetes 中部署 Laravel应用（0）

iffor 的个人博客 / 45 / 2 / 创建于 1年前

Kubernetes（简称 K8s）是一个用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序的开源平台。它提供了一系列强大的功能，使得开发人员和运维团队能够更轻松地管理容器化应用程序。以下是 Kubernetes 的一些优点：

自动化部署和扩展：Kubernetes 提供了丰富的自动化功能，能够快速、可靠地部署和扩展应用程序。它支持自动扩展、自动故障恢复和自动负载均衡等功能，可以根据应用程序的需求自动调整资源。
高可用性：Kubernetes 架构设计具有高可用性，能够确保应用程序在节点故障或者其他故障情况下保持可用。它支持故障转移、自动重启和自动恢复等功能，可以有效地保障应用程序的可用性。
弹性和可伸缩性：Kubernetes 提供了强大的弹性和可伸缩性功能，能够根据应用程序的负载自动调整资源。它支持水平扩展和垂直扩展，并且能够根据需求动态地调整容器的数量和资源分配。
灵活性和可移植性：Kubernetes 提供了灵活的部署和管理模型，能够在各种环境中运行，包括公有云、私有云和混合云环境。它支持多种容器运行时，包括 Docker、containerd 和 CRI-O，能够容易地迁移和跨平台运行应用程序。
自我修复：Kubernetes 提供了自我修复的功能，能够自动检测和处理容器和节点的故障。它支持自动重启、自动替换和自动缩容等功能，能够有效地减少人工干预并提高系统的可靠性。
资源管理和优化：Kubernetes 提供了丰富的资源管理和优化功能，能够有效地管理和优化应用程序的资源。它支持资源配额、调度策略和资源限制等功能，可以提高资源利用率并降低成本。
生态系统丰富：Kubernetes 拥有一个庞大的生态系统，提供了丰富的第三方工具和服务，能够满足不同应用场景的需求。它支持容器编排、监控和日志管理等功能，为开发人员和运维团队提供了丰富的选择。

Kubernetes 核心概念#

k8s 系统本身比较复杂，本文目的是零基础快速上手部署一个 laravel 应用，为了便于理解，本文采用的是通熟易懂的方式介绍相关概念，不追求精确。

快速使用 k8s 需求了解以下概念：

cluster 集群，整个 k8s 系统就是一个集群，它由 control plane 和 node 组成。
control plane，控制节点，负责整个集群的管理，是集群的大脑。
node，节点，是运行容器的地方，可以是虚拟机也可以是物理机。
pod，容器的最小单元，一个 pod 可以包含一个或多个容器。
workload，工作负载，用于定义 pod 的运行方式，按照运行项目的类型不同，可以分为：
- deployment，用于部署无状态应用，例如 web 服务。
- statefulset，用于部署有状态应用，例如数据库。
- daemonset，用于部署系统级别的服务，例如监控。
- job，用于执行一次性任务，例如数据迁移。
- cronjob，用于定时执行任务，例如备份。
service，服务，用于暴露 pod 的访问方式。
ingress，入口，用于定义外部访问服务的规则，可以简单理解为 k8s 中的 nginx。

本地操作环境#

docker，作为容器运行时。安装 docker
minikube，用于本地快速部署 k8s 集群。k8s 集群的部署比较复杂，minikube 提供了一个简单的方式在本地快速部署一个 k8s 集群。安装 minikube
kubectl，用于操作 k8s 集群。安装 kubectl

上述环境安装完成后，通过以下命令启动 minikube 集群：

minikube start

如果一切正常，可以通过以下命令查看集群状态：

minikube status

正常情况下，输出如下：

minikube
type: Control Plane
host: Running
kubelet: Running
apiserver: Running
kubeconfig: Configured

部署 laravel 应用#

在 k8s 中部署一个应用，需要以下步骤：

构建 docker 镜像，将应用打包成一个 docker 镜像。为了简化操作，镜像我已经构建好了（laravel11 应用），registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/what/laravel:0.1
创建 deployment，定义应用的运行方式。
创建 service，暴露应用的访问方式。
创建 ingress，定义外部访问服务的规则。

有 2 种操作 k8s 集群的风格：

imperative 风格，直接操作 k8s 集群，适合临时在 k8s 上执行一些操作，例如：kubectl run
declarative 风格，通过 yaml 文件定义操作，文本管理起来更方便，例如：kubectl apply -f

通常情况下，我们使用 declarative 风格操作 k8s 集群。也是就是通常 yaml 配置文件的方式。管理 k8s 的运维被笑称为 “yaml 工程师”。

创建 deployment#

deployment 用于定义应用的运行方式。

deployment.yaml 文件内容如下：

apiVersion: apps/v1  
kind: Deployment  # 资源的类型，Deployment，表示无状态应用
metadata:
  name: laravel-deployment  # deployment的名称
  labels:
    app: laravel-deployment  # 资源的标签，用于被其它资源关联，例如service
spec:
  replicas: 2  # 运行的pod数量
  selector:
    matchLabels:
      app: laravel-pod  # 选择器，用于选择关联的pod
  template:
    metadata:
      labels:
        app: laravel-pod  # pod的标签，用于被其它资源关联，例如deployment
    spec:
      containers:
      - name: laravel  # 容器的名称
        image: registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/what/laravel:0.1  # 容器的镜像
        ports:
        - containerPort: 9000  # 容器的端口,镜像中php-fpm监听的端口为9000

k8s 通过 metadata 下面的自定义 labels 来关联不同的资源。要重点关注。

使用 kubectl apply -f deployment.yaml 命令创建 deployment。

通过 kubectl get -f deployment.yaml 命令查看 deployment 状态。如果一切正常，输出如下：

NAME                 READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE

laravel-deployment   2/2     2            2           4m18s

NAME 表示 deployment 的名称，
READY 表示当前运行的 pod 数量，
UP-TO-DATE 表示 deployment 的更新状态，
AVAILABLE 表示可用的 pod 数量，
AGE 表示 deployment 存在的时间。

虽然 deployment 已经创建，但是我们还不能访问应用，因为 deployment 只是定义了应用的运行方式，还需要创建 service 暴露应用的访问方式。

创建 service#

service 用于暴露应用的访问方式。

service.yaml 文件内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service  # 资源的类型，Service，表示服务
metadata:
  name: laravel-service  # service的名称
  labels:
    app: laravel-service  # 资源的标签，用于被其它资源关联，例如ingress
spec:
  selector:
    app: laravel-pod  # 选择器，用于选择关联的pod
  ports:
  - protocol: TCP  # 端口的协议
    port: 9000  # service的端口
    targetPort: 9000  # pod的端口

执行 kubectl apply -f service.yaml 命令创建 service。

通过 kubectl get -f service.yaml 命令查看 service 状态。如果一切正常，输出如下：

NAME              TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE

laravel-service   ClusterIP   10.110.252.32   <none>        9000/TCP   3m11s

输出字段的含义如下：

NAME 表示 service 的名称，
TYPE 表示 service 的类型，ClusterIP 表示集群内部访问，
CLUSTER-IP 表示 service 的 IP 地址，
EXTERNAL-IP 表示 service 的外部 IP 地址，
PORT (S) 表示 service 的端口，
AGE 表示 service 存在的时间。

service 创建完成后，我们可以通过 service 的 CLUSTER-IP 访问应用，但是这样不够友好，我们还需要创建 ingress 定义外部访问服务的规则。

创建 ingress#

ingress 用于定义外部访问服务的规则。

在使用 minikube 时，需要先启用 ingress 插件，执行以下命令：

minikube addons enable ingress # 启动ingress插件

ingress.yaml 文件内容如下：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress  # 资源的类型，Ingress，表示入口
metadata: 
  name: laravel-ingress  # ingress的名称
  annotations: # ingress的注解
   nginx.ingress.kubernetes.io/backend-protocol: "FCGI" # 后端协议
   nginx.ingress.kubernetes.io/fastcgi-index: "index.php" # fastcgi的索引文件
   nginx.ingress.kubernetes.io/fastcgi-params-configmap: "fastcgi-params" # fastcgi的参数，需要提前创建configmap

spec:
  ingressClassName: nginx # ingress的类名
  rules: # ingress的规则
  - http: # http协议
      paths: # 路径
      - path: / # /路径
        pathType: Prefix # 路径类型 prefix 前缀
        backend: # 后端
          service: # 后端服务
            name: laravel-service  # service的名称
            port:
              number: 9000  # service的端口

由于 ingress 的 annotations 中使用了 fastcgi-params-configmap，需要提前创建 configmap。

fastcgi-params.yaml 文件内容如下：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap # 资源的类型，ConfigMap，表示配置
metadata:
  name: fastcgi-params # configmap的名称
data:
  SCRIPT_FILENAME:  /laravel-app/public/index.php