Kubernetes最佳实践S01E06:Kubernetes的内置服务发现机制运行集群外部服务

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Kubernetes最佳实践S01E06:Kubernetes的内置服务发现机制运行集群外部服务

店家小二 2018-12-18 21:36:00 浏览645
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这是Google Developer Advocate Sandeep Dinesh关于如何充分利用Kubernetes环境的七部分视频和博客系列的第六部分。

如果您像大多数Kubernetes用户一样,您可能会使用群集外的服务。 例如,您可能使用Twillio API发送短信,或者使用Google Cloud Vision API进行图像分析。

如果您的不同环境中的应用程序连接到同一外部端点,并且没有计划将外部服务引入Kubernetes集群,则可以直接在代码中使用外部服务端点。 但是,在许多情况下情况并非如此。



一个很好的例子是数据库。 虽然某些云原生数据库(如Cloud Firestore或Cloud Spanner)使用单个端点进行所有访问,但大多数数据库都有针对不同实例的单独端点。

此时,您可能认为找到端点的一个好方法是使用ConfigMaps。 只需将端点地址存储在ConfigMap中,并在代码中将其用作环境变量。 虽然这种解决方案有效,但也存在一些缺点。 您需要修改部署以包含ConfigMap并编写其他代码以从环境变量中读取。 但最重要的是,如果端点地址发生更改,则可能需要重新启动所有正在运行的容器以获取更新的端点地址。

在本期“Kubernetes最佳实践”中,让我们学习如何利用Kubernetes的内置服务发现机制来运行集群外部的服务,就像集群内的服务一样! 这使您可以在dev和prod环境中进行校验,最终只需要在集群中迁移服务,而根本不必更改代码。

场景1:具有IP地址的群集外的数据库

一种非常常见的情况是您托管自己的数据库,但在群集外部执行此操作,例如在Google Compute Engine实例上。 如果您在Kubernetes内部和外部运行某些服务,或者需要比Kubernetes允许的更多自定义或控制,这是非常常见的。

您希望在某些时候,可以迁移集群内的所有服务,但在此之前,您将生活在混合世界中。 值得庆幸的是,您可以使用静态Kubernetes服务来缓解一些痛苦。

在此示例中,我使用Cloud Launcher创建了一个MongoDB服务器。 由于它是在与Kubernetes集群相同的网络(或VPC)中创建的,因此可以使用高性能内部IP地址进行访问。 在Google Cloud中,这是默认设置,因此您无需任何特殊配置。
1.png
现在我们有了IP地址,第一步是创建服务:
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: mongo
Spec:
type: ClusterIP
ports:
- port: 27017
targetPort: 27017

您可能会注意到此服务没有Pod选择器。 这会创建一个服务,但它不知道在哪里发送流量。 这允许您手动创建将从此服务接收流量的Endpoints对象。
kind: Endpoints
apiVersion: v1
metadata:
name: mongo
subsets:
- addresses:
 - ip: 10.240.0.4
ports:
 - port: 27017

您可以看到端点手动定义数据库的IP地址,并使用与服务相同的名称。 Kubernetes使用端点中定义的所有IP地址,就像它们是常规的Kubernetes Pod一样。 现在,您可以使用简单的连接字符串访问数据库:
mongodb://mongo


根本不需要在代码中使用IP地址! 如果将来IP地址发生变化,您可以使用新IP地址更新端点,并且您的应用程序无需进行任何更改。

场景2:具有URI的远程托管数据库

如果您使用来自第三方的托管数据库服务,则可能会为您提供可用于连接的统一资源标识符(URI)。 如果他们为您提供IP地址,则可以使用方案1中的方法。

在这个例子中,我有两个在mLab上托管的MongoDB数据库。 其中一个是我的开发数据库,另一个是生产。
2.png
这些数据库的连接字符串如下:
mongodb://<dbuser>:<dbpassword>@ds149763.mlab.com:49763/dev

mongodb://<dbuser>:<dbpassword>@ds145868.mlab.com:45868/prod

mLab为您提供动态URI和动态端口,您可以看到它们都是不同的。 让我们使用Kubernetes为这些差异创建一个抽象层。 在这个例子中,让我们连接到dev数据库。

您可以创建一个叫“ExternalName”的Kubernetes服务,它为您提供静态Kubernetes服务,将流量重定向到外部服务。 此服务在内核级别执行简单的CNAME重定向,因此对性能的影响非常小。

该服务的YAML如下所示:
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: mongo
spec:
type: ExternalName
externalName: ds149763.mlab.com

现在,您可以使用更简化的连接字符串:
mongodb://<dbuser>:<dbpassword>@mongo:<port>/dev

由于“ExternalName”使用CNAME重定向,因此无法进行端口重新映射。 对于具有静态端口的服务,这可能没问题,但不幸的是,在示例中它的端口是动态的。 mLab的免费套餐为您提供动态端口号,您无法更改它。 这意味着您需要为dev和prod使用不同的连接字符串。

但是,如果你可以获得IP地址,那么你可以进行端口重映射,我将在下一篇中解释。

场景3:具有URI和端口重新映射的远程托管数据库

虽然CNAME重定向适用于每个环境具有相同端口的服务,但在每个环境的不同端点使用不同端口的情况下,它略显不足。 谢天谢地,我们可以使用一些基本工具解决这个问题。

第一步是从URI获取IP地址。

如果对URI运行nslookup,hostname或ping命令,则可以获取数据库的IP地址。
3.png
您现在可以创建重新映射mLab端口的服务以及此IP地址的端点。
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: mongo
spec:
ports:
- port: 27017
targetPort: 49763
---
kind: Endpoints
apiVersion: v1
metadata:
name: mongo
subsets:
- addresses:
 - ip: 35.188.8.12
ports:
 - port: 49763

注意:URI可能使用DNS对多个IP地址进行负载均衡,因此如果IP地址发生变化,此方法可能存在风险! 如果从上面的命令中获得多个IP地址,则可以将所有这些地址包含在端点YAML中,并且Kubernetes将对所有IP地址的流量进行负载均衡。

这样,您无需指定端口即可连接到远程数据库。 Kubernetes服务透明地重新映射端口!
mongodb://<dbuser>:<dbpassword>@mongo/dev

结论

将外部服务映射成内部服务使您可以灵活地将这些服务引入集群,同时最大限度地减少重构工作。 即使你今天不计划这么做,那你也永远不知道明天会发生什么! 此外,它还可以更轻松地管理和了解您的组织正在使用哪些外部服务。

如果外部服务具有有效的域名并且您不需要端口重新映射,则使用“ExternalName”服务类型是将外部服务映射到内部服务的简单快捷的方法。 如果您没有域名或需要进行端口重新映射,只需将IP地址添加到端点并使用它。

本文转自DockOne-Kubernetes最佳实践S01E06:Kubernetes的内置服务发现机制运行集群外部服务

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