Executar uma Aplicação Com Estado e de Instância Única

Esta página mostra como executar um aplicativo com estado e de instância única no Kubernetes utilizando um PersistentVolume e um Deployment. O aplicativo utilizado é o MySQL.

Objetivos

• Crie um PersistentVolume referenciando um disco no seu ambiente.
• Crie um Deployment do MySQL.
• Exponha o MySQL para outros pods no cluster em um nome DNS conhecido.

Antes de você começar

• Você precisa ter um cluster do Kubernetes e a ferramenta de linha de comando kubectl deve estar configurada para se comunicar com seu cluster. É recomendado executar esse tutorial em um cluster com pelo menos dois nós que não estejam atuando como hosts de camada de gerenciamento. Se você ainda não possui um cluster, pode criar um usando o minikube ou pode usar um dos seguintes ambientes:

  • Killercoda
  • KodeKloud
  • Play with Kubernetes

  Para verificar a versão, digite kubectl version.

• Você precisa ter um provisionador dinâmico de PersistentVolume com uma StorageClass padrão, ou provisionar PersistentVolumes estaticamente por conta própria para atender aos PersistentVolumeClaims utilizados aqui.

Fazer o deploy do MySQL

Você pode executar um aplicativo com estado criando um Deployment do Kubernetes e conectando-o a um PersistentVolume existente usando um PersistentVolumeClaim. Por exemplo, este arquivo YAML descreve um Deployment que executa o MySQL e faz referência ao PersistentVolumeClaim. O arquivo define um volume mount para /var/lib/mysql e, em seguida, cria um PersistentVolumeClaim que procura por um volume de 20G. Essa requisição é atendida por qualquer volume existente que atenda aos requisitos ou por um provisionador dinâmico.

Note: A senha é definida no arquivo de configuração yaml, e isso não é seguro. Veja Secrets do Kubernetes para uma solução segura.

application/mysql/mysql-deployment.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
  - port: 3306
  selector:
    app: mysql
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - image: mysql:9
        name: mysql
        env:
          # Em cenários reais, utilize um Secret
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: password
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim

application/mysql/mysql-pv.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mysql-pv-volume
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 20Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/mnt/data"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pv-claim
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi

1. Faça o deploy do PV e do PVC do arquivo YAML:

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-pv.yaml
   

2. Faça o deploy do conteúdo do arquivo YAML:

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-deployment.yaml
   

3. Exiba informações sobre o Deployment:

   kubectl describe deployment mysql
   

   A saída é semelhante a esta:

   Name:                 mysql
   Namespace:            default
   CreationTimestamp:    Tue, 01 Nov 2016 11:18:45 -0700
   Labels:               app=mysql
   Annotations:          deployment.kubernetes.io/revision=1
   Selector:             app=mysql
   Replicas:             1 desired | 1 updated | 1 total | 0 available | 1 unavailable
   StrategyType:         Recreate
   MinReadySeconds:      0
   Pod Template:
     Labels:       app=mysql
     Containers:
       mysql:
       Image:      mysql:9
       Port:       3306/TCP
       Environment:
         MYSQL_ROOT_PASSWORD:      password
       Mounts:
         /var/lib/mysql from mysql-persistent-storage (rw)
     Volumes:
       mysql-persistent-storage:
       Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
       ClaimName:  mysql-pv-claim
       ReadOnly:   false
   Conditions:
     Type          Status  Reason
     ----          ------  ------
     Available     False   MinimumReplicasUnavailable
     Progressing   True    ReplicaSetUpdated
   OldReplicaSets:       <none>
   NewReplicaSet:        mysql-63082529 (1/1 replicas created)
   Events:
     FirstSeen    LastSeen    Count    From                SubobjectPath    Type        Reason            Message
     ---------    --------    -----    ----                -------------    --------    ------            -------
     33s          33s         1        {deployment-controller }             Normal      ScalingReplicaSet Scaled up replica set mysql-63082529 to 1
   

4. Liste os pods criados pelo Deployment:

   kubectl get pods -l app=mysql
   

   A saída é semelhante a esta:

   NAME                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
   mysql-63082529-2z3ki   1/1       Running   0          3m
   

5. Inspecione o PersistentVolumeClaim:

   kubectl describe pvc mysql-pv-claim
   

   A saída é semelhante a esta:

   Name:         mysql-pv-claim
   Namespace:    default
   StorageClass:
   Status:       Bound
   Volume:       mysql-pv-volume
   Labels:       <none>
   Annotations:    pv.kubernetes.io/bind-completed=yes
                   pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes
   Capacity:     20Gi
   Access Modes: RWO
   Events:       <none>
   

Acessando a instância do MySQL

O arquivo YAML anterior cria um Service que permite que outros Pods no cluster acessem o banco de dados. A opção clusterIP: None faz com que o nome DNS do Service resolva diretamente para o endereço IP do Pod. Isso é ideal quando você tem apenas um Pod por trás do Service e não pretende aumentar o número de Pods.

Execute um cliente MySQL para se conectar ao servidor:

kubectl run -it --rm --image=mysql:9 --restart=Never mysql-client -- mysql -h mysql -ppassword

Este comando cria um novo Pod no cluster executando um cliente MySQL e o conecta ao servidor por meio do Service. Se a conexão for bem-sucedida, você saberá que seu banco de dados MySQL com estado está em funcionamento.

Waiting for pod default/mysql-client-274442439-zyp6i to be running, status is Pending, pod ready: false
If you don't see a command prompt, try pressing enter.

mysql>

Atualizando

A imagem ou qualquer outra parte do Deployment pode ser atualizada normalmente com o comando kubectl apply. Aqui estão algumas precauções específicas para aplicativos com estado:

• Não faça o escalonamento do aplicativo. Esta configuração é apenas para aplicativos de instância única. O PersistentVolume subjacente só pode ser montado em um Pod. Para aplicativos com estado em cluster, consulte a documentação do StatefulSet.
• Use strategy: type: Recreate no arquivo YAML de configuração do Deployment. Isso instrui o Kubernetes a não usar atualizações graduais. Atualizações graduais não funcionarão, pois não é possível ter mais de um Pod em execução ao mesmo tempo. A estratégia Recreate irá parar o primeiro Pod antes de criar um novo com a configuração atualizada.

Excluindo um deployment

Exclua os objetos implantados pelo nome:

kubectl delete deployment,svc mysql
kubectl delete pvc mysql-pv-claim
kubectl delete pv mysql-pv-volume

Se você provisionou manualmente um PersistentVolume, também precisará excluí-lo manualmente, assim como liberar o recurso subjacente. Se você usou um provisionador dinâmico, ele exclui automaticamente o PersistentVolume ao detectar que você excluiu o PersistentVolumeClaim. Alguns provisionadores dinâmicos (como os de EBS e PD) também liberam o recurso subjacente ao excluir o PersistentVolume.

Próximos passos

• Saiba mais sobre objetos Deployment.

• Saiba mais sobre implantação de aplicativos

• Documentação do kubectl run

• Volumes e Persistent Volumes