# 适用于 Kubernetes 的应用开发部署流程

本文讲解了如何开发容器化应用，并使用 Wercker 持续集成工具构建 docker 镜像上传到 docker 镜像仓库中，然后在本地使用 *docker-compose* 测试后，再使用 `kompose` 自动生成 kubernetes 的 yaml 文件，再将注入 Envoy sidecar 容器，集成 Istio service mesh 中的详细过程。

整个过程如下图所示。

![流程图](../images/how-to-use-kubernetes-with-istio.jpg)

为了讲解详细流程，我特意写了用 Go 语言开发的示例程序放在 GitHub 中，模拟监控流程：

- [k8s-app-monitor-test](https://github.com/rootsongjc/k8s-app-monitor-test)：生成模拟的监控数据，在接收到 http 请求返回 json 格式的 metrics 信息
- [K8s-app-monitor-agent](https://github.com/rootsongjc/k8s-app-monitor-agent)：获取监控 metrics 信息并绘图，访问该服务将获得监控图表

API 文档见 [k8s-app-monitor-test](https://github.com/rootsongjc/k8s-app-monitor-test) 中的 `api.html` 文件，该文档在 API blueprint 中定义，使用 [aglio](https://github.com/danielgtaylor/aglio) 生成，打开后如图所示：

![API](../images/k8s-app-monitor-test-api-doc.jpg)

## 关于服务发现

`K8s-app-monitor-agent` 服务需要访问 `k8s-app-monitor-test` 服务，这就涉及到服务发现的问题，我们在代码中直接写死了要访问的服务的内网 DNS 地址（kubedns 中的地址，即 `k8s-app-monitor-test.default.svc.cluster.local`）。

我们知道 Kubernetes 在启动 Pod 的时候为容器注入环境变量，这些环境变量在所有的 namespace 中共享（环境变量是不断追加的，新启动的 Pod 中将拥有老的 Pod 中所有的环境变量，而老的 Pod 中的环境变量不变）。但是既然使用这些环境变量就已经可以访问到对应的 service，那么获取应用的地址信息，究竟是使用变量呢？还是直接使用 DNS 解析来发现？

答案是使用 DNS，详细说明见[Kubernetes中的服务发现与Docker容器间的环境变量传递源码探究](https://jimmysong.io/blog/exploring-kubernetes-env-with-docker/)。

## 持续集成

因为我使用 wercker 自动构建，构建完成后自动打包成 docker 镜像并上传到 docker hub 中（需要现在 docker hub 中创建 repo）。

构建流程见：https://app.wercker.com/jimmysong/k8s-app-monitor-agent/

![wercker构建页面](../images/k8s-app-monitor-agent-wercker.jpg)

生成了如下两个 docker 镜像：

- jimmysong/k8s-app-monitor-test:9c935dd
- jimmysong/k8s-app-monitor-agent:234d51c

## 测试

在将服务发布到线上之前，我们可以先使用 *docker-compose* 在本地测试一下，这两个应用的 `docker-compose.yaml` 文件如下：

```yaml
version: '2'
services:
  k8s-app-monitor-agent:
    image: jimmysong/k8s-app-monitor-agent:234d51c
    container_name: monitor-agent
    depends_on:
      - k8s-app-monitor-test
    ports:
      - 8888:8888
    environment:
      - SERVICE_NAME=k8s-app-monitor-test
  k8s-app-monitor-test:
    image: jimmysong/k8s-app-monitor-test:9c935dd
    container_name: monitor-test
    ports:
      - 3000:3000
```

执行下面的命令运行测试。

```bash
docker-compose up
```

在浏览器中访问 http://localhost:8888/k8s-app-monitor-test 就可以看到监控页面。

## 发布

所有的 kubernetes 应用启动所用的 yaml 配置文件都保存在那两个 GitHub 仓库的 `manifest.yaml` 文件中。也可以使用 [kompose](https://github.com/kubernetes/kompose) 这个工具，可以将 *docker-compose* 的 YAML 文件转换成 kubernetes 规格的 YAML 文件。

分别在两个 GitHub 目录下执行 `kubectl create -f manifest.yaml` 即可启动服务。也可以直接在 *k8s-app-monitor-agent* 代码库的 `k8s` 目录下执行 `kubectl apply -f kompose`。

在以上 YAML 文件中有包含了 Ingress 配置，是为了将 *k8s-app-monitor-agent* 服务暴露给集群外部访问。

**方式一**

服务启动后需要更新 ingress 配置，在 [ingress.yaml](https://jimmysong.io/kubernetes-handbook/manifests/traefik-ingress/ingress.yaml) 文件中增加以下几行：

```yaml
  - host: k8s-app-monitor-agent.jimmysong.io
    http:
      paths:
      - path: /k8s-app-monitor-agent
        backend:
          serviceName: k8s-app-monitor-agent
          servicePort: 8888
```

保存后，然后执行 `kubectl replace -f ingress.yaml` 即可刷新 ingress。

修改本机的 `/etc/hosts` 文件，在其中加入以下一行：

```ini
172.20.0.119 k8s-app-monitor-agent.jimmysong.io
```

当然你也可以将该域名加入到内网的 DNS 中，为了简单起见我使用 hosts。

**方式二**

或者不修改已有的 Ingress，而是为该队外暴露的服务单独创建一个 Ingress，如下：

```yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: k8s-app-monitor-agent-ingress
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: "treafik"
spec:
  rules:
  - host: k8s-app-monitor-agent.jimmysong.io
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: k8s-app-monitor-agent
          servicePort: 8888
```

详见[边缘节点配置](../practice/edge-node-configuration.md)。

## 集成 Istio service mesh

上一步中我们生成了 Kubernetes 可读取的应用的 YAML 配置文件，我们可以将所有的 YAML 配置和并到同一个 YAML 文件中假如文件名为 `k8s-app-monitor-istio-all-in-one.yaml`，如果要将其集成到 Istio service mesh，只需要执行下面的命令。

```bash
kubectl apply -n default -f <(istioctl kube-inject -f k8s-app-monitor-istio-all-in-one.yaml)
```

这样就会在每个 Pod 中注入一个 sidecar 容器。

## 验证

如果您使用的是 Traefik ingress 来暴露的服务，那么在浏览器中访问 http://k8s-app-monitor-agent.jimmysong.io/k8s-app-monitor-agent，可以看到如下的画面，每次刷新页面将看到新的柱状图。

![图表](../images/k8s-app-monitor-agent.jpg)

使用 [kubernetes-vagrant-centos-cluster](https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster) 来部署的 kubernetes 集群，该应用集成了 Istio service mesh 后可以通过 http://172.17.8.101:32000/k8s-app-monitor-agent 来访问。

在对 *k8s-app-monitor-agent* 服务进行了 N 此访问之后，再访问 [http://grafana.istio.jimmysong.io](http://grafana.istio.jimmysong.io/) 可以看到 Service Mesh 的监控信息。

![Grafana页面](../images/k8s-app-monitor-istio-grafana.png)

访问 <http://servicegraph.istio.jimmysong.io/dotviz> 可以看到服务的依赖和 QPS 信息。

![servicegraph 页面](../images/k8s-app-monitor-istio-servicegraph-dotviz.png)

访问 <http://zipkin.istio.jimmysong.io> 可以选择查看 `k8s-app-monitor-agent` 应用的追踪信息。

![Zipkin页面](../images/k8s-app-monitor-istio-zipkin.png)

至此从代码提交到上线到 Kubernetes 集群上并集成 Istio service mesh 的过程就全部完成了。