Questo tutorial illustra come creare un'applicazione web multi-livello utilizzando Google Kubernetes Engine (GKE).
In questo tutorial imparerai a:
- Configura un'applicazione web con un indirizzo IP esterno e un bilanciatore del carico.
- Crea un cluster Redis con un singolo master (leader) e più repliche (follower).
L'esempio descrive i seguenti concetti di Kubernetes:
- Configurazione dichiarativa tramite file manifest YAML
- Deployment, ovvero risorse Kubernetes che determinano la configurazione di un set di pod replicati.
- Servizi per creare bilanciatori del carico interni ed esterni per un insieme di pod
Obiettivi
Per eseguire il deployment dell'applicazione su GKE ed eseguirla:- Configura il leader Redis
- Imposta due follower Redis
- Configura il frontend web
- Visita il sito web
- Fai lo scale up del frontend web
Il seguente diagramma mostra una panoramica dell'architettura del cluster che crei completando questi obiettivi:
Costi
In questo documento vengono utilizzati i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:
Per generare una stima dei costi basata sull'utilizzo previsto,
utilizza il Calcolatore prezzi.
Una volta completate le attività descritte in questo documento, puoi evitare la fatturazione continua eliminando le risorse che hai creato. Per ulteriori informazioni, consulta la pagina Pulizia.
Prima di iniziare
Cloud Shell è preinstallato con il software necessario per questo tutorial, inclusi kubectl
e gcloud CLI. Se non usi Cloud Shell, devi installare gcloud CLI.
- Accedi al tuo account Google Cloud. Se non conosci Google Cloud, crea un account per valutare le prestazioni dei nostri prodotti in scenari reali. I nuovi clienti ricevono anche 300 $di crediti gratuiti per l'esecuzione, il test e il deployment dei carichi di lavoro.
- Install the Google Cloud CLI.
-
To initialize the gcloud CLI, run the following command:
gcloud init
-
Create or select a Google Cloud project.
-
Create a Google Cloud project:
gcloud projects create PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with a name for the Google Cloud project you are creating. -
Select the Google Cloud project that you created:
gcloud config set project PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with your Google Cloud project name.
-
-
Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.
-
Attiva l'API GKE.
gcloud services enable container.googleapis.com
- Install the Google Cloud CLI.
-
To initialize the gcloud CLI, run the following command:
gcloud init
-
Create or select a Google Cloud project.
-
Create a Google Cloud project:
gcloud projects create PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with a name for the Google Cloud project you are creating. -
Select the Google Cloud project that you created:
gcloud config set project PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with your Google Cloud project name.
-
-
Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.
-
Attiva l'API GKE.
gcloud services enable container.googleapis.com
prepara l'ambiente
Per configurare l'ambiente:
Imposta le variabili di ambiente:
export PROJECT_ID=PROJECT_ID export COMPUTE_LOCATION=COMPUTE_LOCATION
Sostituisci quanto segue:
PROJECT_ID
: il tuo ID progetto Google CloudCOMPUTE_LOCATION
: una località di Compute Engine, ad esempious-central1
.
Clona il repository GitHub:
git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
Passa alla directory di lavoro:
cd kubernetes-engine-samples/quickstarts/guestbook/
crea un cluster GKE
Crea un cluster GKE Autopilot o Standard:
Pilota automatico
gcloud container clusters create-auto guestbook \
--location=${COMPUTE_LOCATION} \
Standard
gcloud container clusters create guestbook \
--location=${COMPUTE_LOCATION} \
--num-nodes=4
Connettiti al cluster
Configura kubectl
per comunicare con il cluster:
gcloud container clusters get-credentials guestbook \
--location=${COMPUTE_LOCATION}
Configura il leader Redis
L'applicazione utilizza Redis per archiviare i propri dati. L'applicazione scrive i propri dati in un'istanza leader Redis e legge i dati da più istanze dei follower Redis.
Il seguente manifest descrive un deployment Kubernetes che esegue un singolo pod leader Redis di replica:
Applica il manifest al tuo cluster:
kubectl apply -f redis-leader-deployment.yaml
Verifica che il pod leader Redis sia in esecuzione:
kubectl get pods
L'output è simile al seguente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-leader-343230949-qfvrq 1/1 Running 0 43s
Potrebbero essere necessari diversi minuti prima che
STATUS
passi daPending
aRunning
.
Crea il servizio leader Redis
L'applicazione web deve comunicare con il leader Redis per scrivere i propri dati. Puoi creare un Servizio per delegare il traffico al pod leader Redis.
Un servizio è un'astrazione Kubernetes che definisce un set logico di pod e un criterio per abilitare l'accesso ai pod. Quando crei un servizio, descrivi i pod da usare come proxy in base alle etichette dei pod.
Il seguente manifest descrive un servizio per il leader Redis:
Questo file manifest include un insieme di selettori di etichette. che corrispondono al set di etichette di cui è stato eseguito il deployment nel passaggio precedente. Di conseguenza, questo servizio instrada il traffico di rete al pod leader Redis creato in un passaggio precedente.
La sezione
ports
del manifest dichiara una singola mappatura delle porte. Il servizio instrada il traffico suport: 6379
altargetPort: 6379
dei container che corrispondono alle etichetteselector
specificate. Il parametrocontainerPort
utilizzato nel deployment deve corrispondere al valoretargetPort
per instradare il traffico al deployment.Applica il manifest al tuo cluster:
kubectl apply -f redis-leader-service.yaml
Verifica che GKE abbia creato il servizio:
kubectl get service
L'output è simile al seguente:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes 10.51.240.1 <none> 443/TCP 42s redis-leader 10.51.242.233 <none> 6379/TCP 12s
Configura i follower Redis
Sebbene il leader Redis sia un singolo pod, puoi renderlo altamente disponibile e soddisfare le richieste di traffico aggiungendo alcuni follower o repliche Redis.
Il manifest seguente descrive un deployment per i pod dei follower Redis:
Applica il manifest al tuo cluster:
kubectl apply -f redis-follower-deployment.yaml
Verifica che le due repliche dei follower Redis siano in esecuzione:
kubectl get pods
L'output è simile al seguente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-follower-76588f55b7-bnsq6 1/1 Running 0 27s redis-follower-76588f55b7-qvtws 1/1 Running 0 27s redis-leader-dd446dc55-kl7nl 1/1 Running 0 119s
Potrebbero essere necessari diversi minuti prima che
STATUS
passi daPending
aRunning
.
Crea il servizio follower Redis
L'applicazione web deve comunicare con i follower Redis per leggere i dati. Per rendere rilevabili i follower Redis, devi configurare un servizio.
Il seguente manifest descrive un servizio per i follower Redis:
Il file manifest specifica che il servizio viene eseguito sulla porta 6379. Il campo
selector
del servizio corrisponde ai pod dei follower Redis creati nel passaggio precedente.Applica il manifest al tuo cluster:
kubectl apply -f redis-follower-service.yaml
Verifica che GKE abbia creato il servizio:
kubectl get service
L'output è simile al seguente:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes 10.51.240.1 <none> 443/TCP 1m redis-leader 10.51.242.233 <none> 6379/TCP 49s redis-follower 10.51.247.238 <none> 6379/TCP 3s
Configura il frontend web dell'applicazione
Ora che hai a disposizione l'archiviazione Redis per la tua applicazione, avvia i server web. Come i follower Redis, il deployment del frontend viene eseguito utilizzando un deployment Kubernetes.
L'applicazione web utilizza un frontend PHP, configurato per comunicare con il follower Redis o i servizi leader, a seconda che la richiesta sia di lettura o di scrittura. Il frontend espone un'interfaccia JSON e pubblica una UI basata su jQuery Ajax.
Il seguente manifest descrive un deployment per il server web:
Il file manifest specifica la variabile di ambiente
GET_HOSTS_FROM=dns
. Quando fornisci la configurazione all'applicazione frontend web, quest'ultima utilizza i nomi hostredis-follower
eredis-leader
per eseguire una ricerca DNS. La ricerca DNS trova gli indirizzi IP dei servizi che hai creato nei passaggi precedenti. Questo concetto è chiamato DNS Service Discovery.Applica il manifest al tuo cluster:
kubectl apply -f frontend-deployment.yaml
Verifica che le repliche siano in esecuzione:
kubectl get pods -l app=guestbook -l tier=frontend
L'output è simile al seguente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-7b78458576-8kp8s 1/1 Running 0 37s frontend-7b78458576-gg86q 1/1 Running 0 37s frontend-7b78458576-hz87g 1/1 Running 0 37s
Esporre il frontend su un indirizzo IP esterno
Con la configurazione attuale, i servizi redis-follower
e redis-leader
che hai creato nei passaggi precedenti sono accessibili solo all'interno del cluster GKE perché il tipo predefinito per un servizio è ClusterIP
.
Un servizio ClusterIP
fornisce un singolo indirizzo IP per l'insieme di pod a cui punta il servizio. Questo indirizzo IP è accessibile solo all'interno del cluster.
Per rendere il servizio frontend web accessibile esternamente, puoi specificare type: LoadBalancer
o type: NodePort
nella configurazione del servizio in base ai tuoi requisiti.
Il seguente manifest descrive un servizio di tipo LoadBalancer:
La dichiarazione della porta nella sezione ports
specifica port: 80
e targetPort
non è specificato. Quando ometti la proprietà targetPort
, per impostazione predefinita viene utilizzato il valore del campo port
. In questo caso, questo servizio instrada il traffico esterno sulla porta 80 alla porta 80 dei container nel deployment di frontend
.
Applica il manifest al tuo cluster:
kubectl apply -f frontend-service.yaml
Quando viene creato il servizio frontend
, GKE crea un
bilanciatore del carico e un indirizzo IP esterno. Queste risorse
sono soggette a fatturazione.
Visita il sito web della candidatura
Per accedere al sito web dell'applicazione, recupera l'indirizzo IP esterno del servizio frontend
:
kubectl get service frontend
L'output è simile al seguente:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
frontend 10.51.242.136 109.197.92.229 80:32372/TCP 1m
La colonna EXTERNAL-IP
potrebbe mostrare <pending>
durante la creazione del bilanciatore del carico. Questa operazione potrebbe richiedere alcuni minuti. Se visualizzi errori come
Does not have minimum availability
, attendi qualche minuto. Questo errore temporaneo si verifica perché GKE ricrea i nodi per apportare le modifiche.
Copia l'indirizzo IP e apri la pagina nel browser:
Prova ad aggiungere alcune voci digitando un messaggio e facendo clic su Invia. Il messaggio digitato viene visualizzato nel frontend. Questo messaggio indica che i dati sono stati aggiunti correttamente a Redis tramite i servizi che hai creato.
Fai lo scale up del frontend web
Supponiamo che la tua applicazione sia in esecuzione da un po' di tempo e che diventi un'improvvisa esplosione di pubblicità. Decidi che sarebbe una buona idea aggiungere altri server web al frontend. Per farlo, puoi aumentare il numero di pod.
Fai lo scale up del numero di
frontend
pod:kubectl scale deployment frontend --replicas=5
L'output è simile al seguente:
deployment.extensions/frontend scaled
Verifica il numero di repliche in esecuzione:
kubectl get pods
L'output è simile al seguente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-88237173-3s3sc 1/1 Running 0 1s frontend-88237173-twgvn 1/1 Running 0 1s frontend-88237173-5p257 1/1 Running 0 23m frontend-88237173-84036 1/1 Running 0 23m frontend-88237173-j3rvr 1/1 Running 0 23m redis-leader-343230949-qfvrq 1/1 Running 0 54m redis-follower-132015689-dp23k 1/1 Running 0 37m redis-follower-132015689-xq9v0 1/1 Running 0 37m
Puoi fare lo scale down del numero di pod
frontend
utilizzando lo stesso comando, sostituendo5
con1
.
Esegui la pulizia
Per evitare che al tuo Account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il progetto che contiene le risorse oppure mantieni il progetto ed elimina le singole risorse.
Elimina il progetto
Elimina un progetto Google Cloud:
gcloud projects delete PROJECT_ID
Elimina le singole risorse
Se hai utilizzato un progetto esistente e non vuoi eliminarlo, elimina le singole risorse.
Elimina il servizio
frontend
:kubectl delete service frontend
Elimina il cluster GKE:
gcloud container clusters delete guestbook
Passaggi successivi
- Scopri come configurare la scalabilità automatica orizzontale dei pod.
- Scopri come eseguire il deployment di WordPress su GKE con Persistent Disk e Cloud SQL.
- Scopri come configurare i nomi di dominio con indirizzi IP statici.
- Esplora altri tutorial su Kubernetes Engine.