这是系列博客的第一篇，解释了如何在 Kubernetes (K8s) 中使用 MariaDB，并解释了 K8s 和 MariaDB 的一些重要概念。
本博客解释了如何使用 CLI 在 K8s 中将 MariaDB 作为无状态应用启动，并探索了可以在 CLI 上运行的不同命令。
前提条件是您已经安装了 kubectl (这也会安装 Docker 运行时) 和 minikube (本地 K8s)。
首先启动 minikube
$ minikube start && kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
minikube Ready control-plane,master 104d v1.22.2Pod 是一个 K8s 资源，也是 K8s 中最小的单元。它是 K8s 层对容器的顶级抽象。Pod 是短暂的，很容易消亡，当再次启动时，新的 Pod 将获得新的 IP。这就是无状态应用的意思；当 Pod 被重启或删除时，数据没有一致性。通常一个 Pod 用于运行 1 个应用容器。
Deployment 是一个 K8s 资源，它是对 Pod 之上的抽象，为 Pod 提供蓝图，并帮助与 Pod 交互、复制 Pod 等。
K8s API 包含其他类型的资源，可以使用 kubectl api-resources 列出。在那里可以找到 Deployments、ReplicaSet、Secrets、ConfigMaps、Services 等。
从 CLI 启动 MariaDB
要从 CLI 创建任何资源，需要运行命令 kubectl create <资源> <名称> --image=<镜像名称>。例如，如果是部署 nginx，最后的命令将是 kubectl create deployment nginx --image=nginx。
要创建并运行容器，MariaDB 需要至少设置一个预期的环境变量（参见 MariaDB Docker Library）。我们需要传递环境变量，但我找不到通过 kubectl create deployment 命令从 CLI 传递环境变量的方法。本博客稍后将介绍如何正确创建和启动 MariaDB 部署。
可以使用 kubectl run 命令启动 Pod（尽管不推荐）并传递环境变量。我们使用该命令通过 MARIADB_ROOT_PASSWORD 环境变量设置 root 密码。
$ kubectl run mariadb-test-pod --image=mariadb --env="MARIADB_ROOT_PASSWORD=secret"
pod/mariadb-test-pod created
要显示 Pod（或任何其他资源）的信息（状态/重启次数/时长），运行
$ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mariadb-test-pod 1/1 Running 0 2m37s
要登录容器，可以使用 kubectl exec 命令。我们使用该命令在容器内启动 mariadb 客户端并执行查询。
$ kubectl exec -it mariadb-test-pod -- mariadb -uroot -psecret -e "select current_user()"
+----------------+
| current_user() |
+----------------+
| root@localhost |
+----------------+
另一个有用的命令是 kubectl logs，它打印 Pod 中容器的日志。
要查看我们创建的 mariadb-test-pod 的日志，运行
$ kubectl logs mariadb-test-pod
...
2022-03-16 7:54:43 0 [Note] mariadbd: ready for connections.
Version: '10.7.3-MariaDB-1:10.7.3+maria~focal' socket: '/run/mysqld/mysqld.sock' port: 3306 mariadb.org binary distribution
要调试 Pod 并获取更多关于 Pod 的信息，运行 kubectl describe 命令
$ kubectl describe pod mariadb-test-pod
...
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 27m default-scheduler Successfully assigned default/mariadb-test-pod to minikube
Normal Pulling 27m kubelet Pulling image "mariadb"
Normal Pulled 27m kubelet Successfully pulled image "mariadb" in 19.675118703s
Normal Created 27m kubelet Created container mariadb-test-pod
Normal Started 27m kubelet Started container mariadb-test-pod
最后，要删除 Pod，运行 kubectl delete 命令
$ kubectl delete pod mariadb-test-pod
pod "mariadb-test-pod" deleted
使用配置文件启动 MariaDB
相较于使用 CLI 在 K8s 中启动资源，推荐的方式是创建配置 YAML 文件。
创建 YAML 文件 mariadb-deployment.yaml。该文件可在 GitHub mariadb.org-tools 上找到。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment # what to create?
metadata:
name: mariadb-deployment
spec: # specification for deployment resource
replicas: 2 # how many replicas of pods we want to create
selector:
matchLabels:
app: mariadb
template: # blueprint for pods
metadata:
labels:
app: mariadb # service will look for this label
spec: # specification for pods
containers: # we can have one or more containers
- name: mariadb
image: mariadb
ports:
- containerPort: 3306
env:
#- name: MARIADB_RANDOM_ROOT_PASSWORD
- name: MARIADB_ALLOW_EMPTY_ROOT_PASSWORD
value: "0" # if it is 1 and root_password is set, root_password takes precedance
- name: MARIADB_ROOT_PASSWORD
value: secret注意，我们指定了要创建的内容（Deployment）。
Deployment 是 Pod 的一个超集资源，可以通过配置文件的副本数（replicas）进行扩缩容。
每个 Pod 都有其标签，标签是键值对，可用于使用 kubectl 命令过滤 Pod，也是与 K8s 集群中的服务交互的接口（稍后我们将解释服务资源）。
Pod 可以包含容器数组，但我们创建的是一个名为 mariadb 的单个容器（注意此名称由 Deployment 选择器用于创建容器），使用 mariadb（最新）镜像，并设置端口和环境变量。
要创建并启动 Deployment，需要使用 kubectl apply 命令并指定 YAML 文件
$ kubectl apply -f mariadb-deployment.yaml
deployment.apps/mariadb-deployment created要显示 Deployment，运行
$ kubectl get deploy
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
mariadb-deployment 2/2 2 2 48s它显示 Deployment 的全部 2 个副本已就绪并启动。
要获取副本信息，显示 ReplicaSet 资源
$ kubectl get replicasets
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mariadb-deployment-9fd9fbbfd 2 2 2 3m26s
要获取 Pod 信息，显示 Pod 资源
$ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mariadb-deployment-9fd9fbbfd-5rkzp 1/1 Running 0 106s
mariadb-deployment-9fd9fbbfd-jtbk2 1/1 Running 0 106s
注意，ReplicaSet 和 Pod 的末尾都有 K8s 创建的哈希前缀，作为唯一标识符。K8s 集群中的每个 Pod 都有其唯一的 IP，因此当它被删除时，会创建一个带有新 IP 的新 Pod，从而导致数据丢失。Pod 的 IP 可以通过以下命令找到。
$ kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
mariadb-deployment-9fd9fbbfd-5rkzp 1/1 Running 0 5m22s 172.17.0.12 minikube <none> <none>
mariadb-deployment-9fd9fbbfd-jtbk2 1/1 Running 0 5m22s 172.17.0.8 minikube <none> <none>
要获取容器日志，运行 kubectl logs deploy/mariadb-deployment。
要启动 mariadb 客户端，我们需要在一个带有哈希名称的 Pod 上运行 kubectl exec。在这种情况下，有两个带有不同哈希名称的 Pod，所以我们将对两者进行测试。
$ kubectl exec -it mariadb-deployment-9fd9fbbfd-5rkzp -- mariadb -uroot -psecret -e "select current_user()"
+----------------+
| current_user() |
+----------------+
| root@localhost |
+----------------+
$ kubectl exec -it mariadb-deployment-9fd9fbbfd-jtbk2 -- mariadb -uroot -psecret -e "select current_user()"
+----------------+
| current_user() |
+----------------+
| root@localhost |
+----------------+
如果需求增加，需要对应用进行扩缩容。这通过更改 Deployment 中的副本数来实现。这将确保创建新的 Pod 并调度到具有可用资源的节点。要将 Deployment 从 2 个副本扩容到 4 个，运行以下命令。
$ kubectl get deploy
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
mariadb-deployment 2/2 2 2 17m
$ kubectl scale deploy/mariadb-deployment --replicas=4
deployment.apps/mariadb-deployment scaled
$ kubectl get deploy
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
mariadb-deployment 4/4 4 4 22m自己尝试缩容吧 :)。
要删除 Deployment（这将删除 Deployment 创建的一切，例如 Pod 和 ReplicaSets），运行
$ kubectl delete deploy mariadb-deployment
deployment.apps "mariadb-deployment" deleted
结论和未来工作
本博客展示了如何在 K8s 集群中创建 MariaDB Pod，并演示了使用基本 kubectl 命令与 K8s 进行交互。此外，还从 YAML 文件创建了 Deployment，并了解了如何对 Deployment 进行扩缩容。
在下一篇博客中，我们将创建一个前端 Deployment，以便与本博客中的 Deployment（我们称之为后端）进行交互，并探索其他 K8s 概念，如 Services、Secrets 和 ConfigMaps，了解它们是什么、如何创建以及如何使用它们。
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