kubernetes下的Nginx加Tomcat三部曲之二：细说开发
本文是《kubernetes下的Nginx加Tomcat三部曲》的第二章，在《kubernetes下的Nginx加Tomcat三部曲之一：极速体验》一文我们快速部署了Nginx和Tomcat，达到以下效果：
本文我会详细说明在kubernetes部署上述网络服务时，需要做哪些具体的工作；
列举步骤
需要以下操做才能在kubernetes上部署Nginx加Tomcat的服务：
1. 开发Tomcat上的web工程和Docker镜像；
2. 让kubernetes的机器用上web工程的Docker镜像；
3. 开发Tomcat对应的deployment脚本；
4. 开发Tomcat对应的service脚本；
5. 开发Nginx对应的Docker镜像；
6. 让kubernetes的机器用上Nginx的Docker镜像
7. 开发Nginx对应的deployment脚本；
8. 开发Nginx对应的service脚本；
9. 开发启动上述pod和service的脚本；
10. 开发停止并清除上述pod和service的脚本
脚本文件下载
本次体验所需的deployment和service资源是通过脚本创建的，这个脚本可以通过以下两种方式中的任意一种下载：
1. CSDN下载(无法设置免费下载，只能委屈您用掉两个积分了)：http://download.csdn.net/download/boling_cavalry/10235034
2. GitHub下载，地址和链接信息如下表所示：
| 名称 | 链接 | 备注 |
|---|---|---|
| 项目主页 | https://github.com/zq2599/blog_demos | 该项目在GitHub上的主页 |
| git仓库地址(https) | https://github.com/zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，https协议 |
| git仓库地址(ssh) | git@github.com:zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，ssh协议 |
这个git项目中有多个目录，本次所需的资源放在k8s_nginx_tomcat_resource，如下图红框所示：
下到的k8stomcatcluster20180201.tar是个压缩包，复制到可以执行kubectl命令的ubuntu电脑上，然后解压开，是个名为k8stomcatcluster的文件夹；
Spring boot的web工程源码下载
GitHub下载，地址和链接信息如下表所示：
| 名称 | 链接 | 备注 |
|---|---|---|
| 项目主页 | https://github.com/zq2599/blog_demos | 该项目在GitHub上的主页 |
| git仓库地址(https) | https://github.com/zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，https协议 |
| git仓库地址(ssh) | git@github.com:zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，ssh协议 |
这个git项目中有多个目录，本次的web工程源码放在k8stomcatdemo，如下图红框所示：
接下来我们开始实战开发吧；
开发环境
本次实战开发环境的具体信息如下：
1. 操作系统：Ubuntu16；
2. Docker版本：17.03.2-ce；
3. JDK：1.8.0_151；
4. maven：3.3.3；
Tomcat上的web工程和Docker镜像
web工程用来提供http服务，返回当前机器的IP地址给浏览器，完整源码请参照前面下载的k8stomcatdemo工程，这里我们还是重新创建一次；
1. 创建一个springboot工程，pom.xml内容如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.bolingcavalry</groupId> <artifactId>k8stomcatdemo</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <packaging>jar</packaging> <name>k8stomcatdemo</name> <description>Demo project for Spring Boot</description> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>1.5.9.RELEASE</version> <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --> </parent> <properties> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> <!--新增的docker maven插件--> <plugin> <groupId>com.spotify</groupId> <artifactId>docker-maven-plugin</artifactId> <version>0.4.12</version> <!--docker镜像相关的配置信息--> <configuration> <!--镜像名，这里用工程名--> <imageName>bolingcavalry/${project.artifactId}</imageName> <!--TAG,这里用工程版本号--> <imageTags> <imageTag>${project.version}</imageTag> </imageTags> <!--镜像的FROM，使用java官方镜像--> <baseImage>java:8u111-jdk</baseImage> <!--该镜像的容器启动后，直接运行spring boot工程--> <entryPoint>["java", "-jar", "/${project.build.finalName}.jar"]</entryPoint> <!--构建镜像的配置信息--> <resources> <resource> <targetPath>/</targetPath> <directory>${project.build.directory}</directory> <include>${project.build.finalName}.jar</include> </resource> </resources> </configuration> </plugin> </plugins> </build> </project>
可以看到这是个普通的springboot的web工程，唯一不同的是多了一个maven插件：docker-maven-plugin，使用该插件我们可以将maven工程制作成docker镜像；
2. 整个工程只有一个Controller，开通一个http接口，将当前服务器IP地址返回，源码如下：
@RestController public class ServerInfo { @RequestMapping(value = "/getserverinfo", method = RequestMethod.GET) public String getUserInfoWithRequestParam(){ return String.format("server : %s, time : %s", getIPAddr(), new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date())); } /** * 获取本机IP地址 * @return */ private static String getIPAddr(){ String hostAddress = null; try{ InetAddress address = InetAddress.getLocalHost(); hostAddress = address.getHostAddress(); }catch (UnknownHostException e){ e.printStackTrace(); } return hostAddress; } }
以上就是工程的关键源码；
3. 在pom.xml所在目录执行mvn clean package -DskipTests docker:build，会编译构建工程，并且在本地制作好镜像文件，如下：
root@maven:/usr/local/work/github/blog_demos# docker images REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE bolingcavalry/k8stomcatdemo latest 1d41d9980a0b 43 hours ago 658 MB bolingcavalry/k8stomcatdemo 0.0.1-SNAPSHOT c91bc368a729 46 hours ago 658 MB
想了解更多maven制作docker镜像的细节，请看《maven构建docker镜像三部曲之二：编码和构建镜像》；
让kubernetes的机器用上web工程的Docker镜像
现在的镜像只存在于开发和构建web工程的电脑上，为了让kubernetes的node机器能用上这个镜像，可以用以下几种方式实现：
1. 用docker push命令将本机镜像推送到hub.docker.com网站，这样其他机器都可以通过docker pull命令取得了，我就是用的这种方法，需要在hub.docker.com上注册；
2. 用docker save命令导出镜像文件，再用docker load命令导入；
3. kubernetes所在机器安装java和maven环境，将工程在这里编译构建；
4. 使用docker私有仓库，例如搭建局域网私有仓库或者阿里云私有仓库，参考《maven构建docker镜像三部曲之三：推送到远程仓库(内网和阿里云)》；
Tomcat对应的deployment脚本
用yaml文件将详情配置好，再用kubectl命令执行这个配置就能创建pod，这个web应用镜像的配置文件名为tomcat.yaml，内容如下：
apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: tomcathost spec: replicas: 3 template: metadata: labels: name: tomcathost spec: containers: - name: tomcathost image: bolingcavalry/k8stomcatdemo:0.0.1-SNAPSHOT tty: true ports: - containerPort: 8080
将上述脚本的几个关键点列举一下：
1. version用extensions/v1beta1；
2. kind用Deployment，支持升级镜像和滚动升级；
3. 使用的镜像bolingcavalry/k8stomcatdemo:0.0.1-SNAPSHOT，是我从本地push到hub.docker.com上去的；
4. 创建的容器对外暴露了8080端口；
Tomcat对应的service脚本
创建了tomcat的pod之后，为了能在kubernetes环境中给其他service使用，需要将这些pod包装为service，这里是通过tomcat-svc.yaml文件来配置的，内容如下：
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: tomcathost spec: type: ClusterIP ports: - port: 8080 selector: name: tomcathost
将上述脚本的几个关键点列举一下：
1. 服务对应的pod是tomcathost；
2. type用ClusterIP，为内部service调用提供统一IP地址；
2. 服务对外暴露了pod的8080端口；
Nginx对应的Docker镜像
- 定制的Nginx镜像和Nginx官方镜像相比，唯一的区别就是nginx.conf文件不同，我们用的nginx.conf内容如下：
user nginx; worker_processes 1; error_log /var/log/nginx/error.log warn; pid /var/run/nginx.pid; events { worker_connections 1024; } http { include /etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream; log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; access_log /var/log/nginx/access.log main; sendfile on; #tcp_nopush on; keepalive_timeout 65; #gzip on; #include /etc/nginx/conf.d/*.conf; upstream tomcat_client { server tomcathost:8080; } server { server_name ""; listen 80 default_server; listen [::]:80 default_server ipv6only=on; location / { proxy_pass http://tomcat_client; proxy_redirect default; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; } } }
以上配置中，新增的upstream对应的IP地址是tomcathost，这是tomcat的service名称，在Nginx运行的时候，通过tomcathost就能访问到tomcat的Pod；
- 制作Docker镜像的Dockerfile文件内容如下，每行都有注释就不再多说了：
# First docker file from bolingcavalry # VERSION 0.0.1 # Author: bolingcavalry #基础镜像 FROM nginx:stable #作者 MAINTAINER BolingCavalry <zq2599@gmail.com> #定义工作目录 ENV WORK_PATH /etc/nginx #定义conf文件名 ENV CONF_FILE_NAME nginx.conf #删除原有配置文件 RUN rm $WORK_PATH/$CONF_FILE_NAME #复制新的配置文件 COPY ./$CONF_FILE_NAME $WORK_PATH/ #给shell文件赋读权限 RUN chmod a+r $WORK_PATH/$CONF_FILE_NAME
将nginx.conf和Dockerfile放在同一个目录，然后执行命令docker build -t bolingcavalry/nginx-with-tomcat-host:0.0.1 .，就能构建镜像文件了，如下:
root@maven:/usr/local/work/nginx# docker build -t bolingcavalry/nginx-with-tomcat-host:0.0.1 . Sending build context to Docker daemon 14.51 MB Step 1/7 : FROM nginx:stable ---> dfe062ee1dc8 Step 2/7 : MAINTAINER BolingCavalry <zq2599@gmail.com> ---> Using cache ---> 93f4bf154c55 Step 3/7 : ENV WORK_PATH /etc/nginx ---> Using cache ---> d0158757fc9c Step 4/7 : ENV CONF_FILE_NAME nginx.conf ---> Using cache ---> 7a18a8b417d6 Step 5/7 : RUN rm $WORK_PATH/$CONF_FILE_NAME ---> Using cache ---> f6f27d25539d Step 6/7 : COPY ./$CONF_FILE_NAME $WORK_PATH/ ---> Using cache ---> 33075a2b0379 Step 7/7 : RUN chmod a+r $WORK_PATH/$CONF_FILE_NAME ---> Using cache ---> 58ce530e160b Successfully built 58ce530e160b
让kubernetes的机器用上Nginx的Docker镜像
这一步和之前的web工程的镜像放到kubernetes一样，有多种方式，我用的还是通过docker push推送到hub.docker.com网站，再在kubernetes上pull下来；
Nginx对应的deployment脚本
用yaml文件将详情配置好，再用kubectl命令执行这个配置就能创建pod，这个web应用镜像的配置文件名为nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: ng spec: replicas: 1 template: metadata: labels: name: ng spec: containers: - name: ng image: bolingcavalry/nginx-with-tomcat-host:0.0.1 ports: - containerPort: 80
以上配置中有几点要注意：
1. 使用镜像是刚才创建的nginx镜像bolingcavalry/nginx-with-tomcat-host:0.0.1；
2. pod容器创建后，对外暴露80端口；
Nginx对应的service脚本
通过service定义的yaml文件nginx-svc.yam，将前面创建的nginx的pod包装为service：
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: ng spec: type: NodePort ports: - port: 80 nodePort: 30006 selector: name: ng
以上配置中有几点要注意：
1. type使用NodePort，这样可以通过节点机器的IP访问此service；
2. 将节点机器的30006端口和pod的80端口绑定，因此，外部访问节点IP+30006端口就能访问到此Nginx服务了；
启动上述pod和service的脚本
接下来我们创建一个shell脚本start_all.sh，将上述的tomcat和nginx的pod以及service全部创建和启动：
kubectl create -f tomcat.yaml kubectl create -f tomcat-svc.yaml kubectl create -f nginx.yaml kubectl create -f nginx-svc.yaml echo "" echo "nginx and tomcat running now"
如上所示，通过kubectl create -f加文件名，就能创建好yaml文件中定义的pod和service；
停止并清除上述pod和service的脚本
创建一个shell脚本stop_all.sh，能够将上述的tomcat和nginx的pod以及service全部清除掉：
kubectl delete service tomcathost kubectl delete deployment tomcathost kubectl delete service ng kubectl delete deployment ng echo "nginx and tomcat stop now"
如上所示，其实就是通过kubectl delete命令将指定的pod和service资源删除；
以上就是在kubernetes搭建整个Nginx加Tomcat环境的所有资源，您就可以用这些像《kubernetes下的Nginx加Tomcat三部曲之一：极速体验》文中那样去搭建和体验kubernetes下的Nginx加Tomcat；
下一章，我们会在此环境的基础上实战Tomcat服务的扩容，并修改web工程的代码，再创建新的镜像，并且将kubernetes环境下在线升级新的web工程服务；
