使用 VM 的传统应用程序体系结构

下图显示了基于虚拟机的传统应用程序体系结构的示例。

{: caption="" caption-side="bottom"}架构图

1. 用户将请求发送到应用程序的公共端点。 公共端点由负载均衡器服务表示，该负载均衡器对各个可用应用程序服务器实例之间的入局网络流量进行负载均衡。
2. 负载均衡器选择一个在 VM 上运行的运行状况良好的应用程序服务器实例，并转发请求。 应用程序文件（如应用程序代码、配置文件和依赖项）存储在应用程序服务器虚拟机上。
3. 应用程序服务器将应用程序数据存储在数据库虚拟机上运行的 MySQL。

容器化的体系结构

下图显示了在 Kubernetes 集群中运行的现代容器体系结构的示例。

1. 用户将请求发送到应用程序的公共端点。 公共端点由 Ingress 应用程序负载均衡器 (ALB) 表示，该负载均衡器对集群中各个应用程序 pod 之间的入局网络流量进行负载均衡。 ALB 是一组规则，用于允许进入以公共方式公开的应用程序的入站网络流量。
2. ALB 将请求转发到集群中某个可用的应用程序 pod。 应用程序 pod 在工作程序节点上运行，这些节点可以是虚拟机，也可以是物理机器。
3. 应用程序 pod 将数据存储在持久卷中。 持久卷可用于在应用程序实例或工作程序节点之间共享数据。
4. 应用程序 pod 将数据存储在 IBM Cloud 数据库服务中。 您可以在 Kubernetes 集群中运行自己的数据库，但使用受管的数据库即服务 (DBaaS) 通常更容易进行配置，并且提供了内置的备份和缩放。 您可以在 IBM Cloud 目录 中找到许多类型的数据库。

VM、容器和 Kubernetes

Kubernetes Service 提供了在 Kubernetes 集群中运行容器化应用程序的功能，并交付了以下工具和功能：

• 直观的用户体验和强大的工具。
• 内置的安全性和隔离功能，能够快速交付安全的应用程序。
• 云服务，包括 Watson™认知功能。
• 能够管理无状态应用程序和有状态工作负载的专用集群资源。

IBM 正在为您执行的操作

通过将 Kubernetes 集群与 IBM Cloud Kubernetes Service 一起使用，您可获得以下优点：

• 可在其中部署集群的多个数据中心。
• 对 Ingress 和负载均衡器联网选项的支持。
• 动态持久卷支持。
• IBM 管理的高可用性 Kubernetes 主节点。

非持久性数据存储

根据设计，容器和 pod 的生存时间短，并且可能会意外发生故障。 您可以在容器的本地文件系统中存储数据。 容器内的数据不能与其他容器或 pod 共享，并且在容器崩溃或被除去时会丢失。

了解如何为应用程序创建持久数据存储

通过使用原生 Kubernetes 持久卷，您可以将应用程序数据和容器数据持久化到 NFS 文件存储或 块存储中。

要供应 NFS 文件存储器或块存储器，必须通过创建持久卷声明 (PVC) 来为 pod 请求存储器。 在您的PVC中，您可以从预定义的存储类别中进行选择，这些类别定义了存储类型、以千兆字节为单位的存储容量、IOPS、数据保留策略以及存储的读写权限。 PVC 动态供应持久卷 (PV)，用于表示 IBM Cloud 中的实际存储设备。 您可以将 PVC 安装到 pod 中以在 PV 中进行读写。 存储在 PV 中的数据即使在容器崩溃或者 pod 重新安排的情况下也是可用的。 IBM支持PV NFS 文件存储和块存储进行集群，为您的数据提供高可用性。

要了解如何创建 PVC，请按照 Kubernetes Service 存储文档中涵盖的步骤执行操作。

了解如何将现有数据移动到持久存储

要将数据从本地计算机复制到持久存储中，必须将 PVC 安装到 pod。 然后可以将数据从本地计算机复制到 pod 中的持久卷。

1. 要复制数据，首先需要创建一个类似如下的配置：

   kind: Pod
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: task-pv-pod
   spec:
     volumes:
       - name: task-pv-storage
         persistentVolumeClaim:
          claimName: mypvc
     containers:
       - name: task-pv-container
         image: nginx
         ports:
           - containerPort: 80
             name: "http-server"
         volumeMounts:
           - mountPath: "/mnt/data"
             name: task-pv-storage
   

2. 然后，要将数据从本地计算机复制到 pod，需要使用如下命令：

    kubectl cp <local_filepath>/<filename> <namespace>/<pod>:<pod_filepath>
   

3. 将数据从集群中的 pod 复制到本地计算机：

   kubectl cp <namespace>/<pod>:<pod_filepath>/<filename> <local_filepath>/<filename>
   

为持久存储设置备份

文件共享和块存储器会供应到集群所在的位置。 存储器本身由 IBM 在集群服务器上托管以提供高可用性。 但是，文件共享和块存储器不会自动进行备份，因此它们在整个位置发生故障时可能无法进行访问。 为了防止数据丢失或损坏，可以设置定期备份，以便在需要时可用于复原数据。

更多信息，请参阅 NFS 文件存储和块存储 的存储选项规划。

应用 12 因子原则

十二因子应用是一种构建云原生应用的方法。 当您要将应用程序容器化，将此应用程序移动到云，以及使用 Kubernetes 编排应用程序时，请务必理解并应用其中一些原则。 IBM Cloud 中要求使用其中一些原则。

需要以下关键原则:

• 代码库 - 在版本控制系统（如 Git 存储库）中跟踪所有源代码和配置文件，这在使用 DevOps 管道进行部署时是必需的。
• 构建、发布、运行 - 12 因子应用程序在构建、发布和运行阶段之间使用严格分离。 这可以使用集成的 DevOps Delivery Pipeline 自动执行，以在将应用程序部署到集群之前先构建和测试应用程序。 请查看 在 Kubernetes 教程，以了解如何设置持续集成和交付管道。 它涵盖了源代码控制、构建、测试和部署阶段的设置，并演示了如何添加集成，例如安全扫描程序、通知和分析。
• 配置 - 所有配置信息都存储在环境变量中。 任何服务凭证都不会在应用程序代码中进行硬编码。 要存储凭证，可以使用 Kubernetes 私钥。 稍后提供有关凭证的更多信息。

将凭证存储在 Kubernetes 私钥中

将凭证存储在应用程序代码中绝不是一个好的做法。 相反，Kubernetes 提供了所谓的 “秘密”，用于保存敏感信息，例如密码、OAuth令牌或SSH密钥。 Kubernetes 默认情况下对密钥进行加密，这使得密钥成为存储敏感数据的一种更安全、更灵活的选择，而不是将这些数据原封不动地存储在 pod 定义或容器镜像中。

Kubernetes 中使用秘密的一种方法是这样做：

1. 创建名为 cloud-secrets.txt 的文件，并在其中存储任何云服务的服务凭证。

   {
       "url": "<SERVICE_URL>",
       "api_key": <API_Key>
   }
   

2. 然后，通过运行以下命令创建一个 Kubernetes 密钥，并通过运行以下命令后使用 kubectl get secrets 验证密钥是否已创建：

   kubectl create secret generic cloud-service-secret --from-file=cloud-secrets.txt=./cloud-secrets.txt
   

了解如何创建 Kubernetes deployment.yaml 文件

要创建 Kubernetes deployment.yaml 文件，需要执行以下操作：

1. 创建一个 deployment.yaml 文件，以下是 部署 YAML 文件的示例。

2. 在deployment.yaml，您可以为容器定义 资源配额，以指定每个容器正常启动所需的CPU和内存。 如果容器已指定资源配额，那么 Kubernetes 调度程序在决定将 pod 放置在哪个工作程序节点上时，可以做出更好的选择。

3. 接下来，您可以使用以下命令创建和查看部署和创建的服务：

   kubectl create -f <filepath/deployment.yaml>
   kubectl get deployments
   kubectl get services
   kubectl get pods