如何進行minikube部署本地鏡像實踐與k8s網絡架構分析

發布時間：2021-11-19 16:46:50 來源：億速云閱讀：712 作者：柒染欄目：云計算

如何進行minikube部署本地鏡像實踐與k8s網絡架構分析，相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

在 windows10 的 WSL2 里用minikube搭建了一個k8s環境，但是每次拉取鏡像都很慢甚至失敗（原因大家都懂的）, 本文的方案的原理是, 先將鏡像在宿主機上f-q拉取到本地, 再由minikube 虛機中的k8s 來拉取本地鏡像, 這樣即可解決之前的拉取鏡像失敗，也可提升拉取鏡像的速度;

兩種方案
把私有鏡像倉庫docker registry 搭建在宿主機上, k8s從本地宿主機上拉取鏡像;
把本地鏡像推送到minikube的私有鏡像倉庫上, k8s從minikube的私有鏡像倉庫(k8s的本地私有鏡像倉庫)拉取鏡像;

1、構建一個鏡像

一個完整鏡像通常包含應用本身和操作系統，當然還包含需要的依賴軟件。

首先準備一個應用。新建一個本文文件，起名叫 app.py，寫入下面的內容，實現一個簡單的web應用：

from flask import Flask
import socket
import os

app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello():
    html = "<h4>Hello {name}!</h4>" \
           "<b>主機名:</b> {hostname}<br/>"
    return html.format(name=os.getenv("NAME", "world"), hostname=socket.gethostname())


if __name__ == "__main__":
    app.run(host='0.0.0.0', port=8082)

在這段代碼中，使用 Flask 框架啟動了一個 Web 服務器，而它唯一的功能是：如果當前環境中有“NAME”這個環境變量，就把它打印在“Hello”后，否則就打印“Hello world”，最后再打印出當前環境的 hostname。
這個應用的依賴文件requirements.txt存在于與app.py同級目錄中，內容是：

$ cat requirements.txt
Flask

將這樣一個應用在容器中跑起來，需要制作一個容器鏡像。Docker使用Dockerfile文件來描述鏡像的構建過程。在本文中，Dockerfile內容定義如下：

# FROM指令指定了基礎鏡像是python:3.6-alpine，這個基礎鏡像包含了Alpine Linux操作系統和python3.6
FROM python:3.6-alpine
# WORKDIR指令將工作目錄切換為 /app
WORKDIR /app
# ADD指令將當前目錄下的所有內容（app.py、requirements.txt）復制到鏡像的 /app 目錄下
ADD . /app
# RUN指令運行 pip 命令安裝依賴
RUN pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple -r requirements.txt
# EXPOSE指令暴露允許被外界訪問的8082端口
EXPOSE 8082
# ENV指令設置環境變量NAME
ENV NAME World
# CMD指令設置容器內進程為：python app.py，即：這個 Python 應用的啟動命令
CMD ["python", "app.py"]

這個Dockerfile中用到了很多指令，把包括FROM、WORKDIR、ADD、RUN、EXPOSE、ENV和CMD。指令的具體含義已經以注釋的方式寫在了Dockerfile中，大家可以查看。通常我們構建鏡像時都會依賴一個基礎鏡像，基礎鏡像中包含了一些基礎信息，我們依賴基礎構建出來的新鏡像將包含基礎鏡像中的內容。

需要再詳細介紹一下CMD指令。CMD指定了python app.py為這個容器啟動后執行的進程。CMD [“python”, “app.py”] 等價于在容器中執行 “python app.py”。

另外，在使用 Dockerfile 時，還有一種 ENTRYPOINT 指令。它和 CMD 都是 Docker 容器進程啟動所必需的參數，完整執行格式是：“ENTRYPOINT CMD”。

默認情況下，Docker 會為你提供一個隱含的 ENTRYPOINT，即：/bin/sh -c。所以，在不指定 ENTRYPOINT 時，比如在我們這個例子里，實際上運行在容器里的完整進程是：/bin/sh -c “python app.py”，即 CMD 的內容就是 ENTRYPOINT 的參數。正是基于這樣的原理，Docker 容器的啟動進程為實際為 ENTRYPOINT，而不是 CMD。

需要注意的是，Dockerfile 里的指令并不都是只在容器內部的操作。就比如 ADD，它指的是把當前目錄（即 Dockerfile 所在的目錄）里的文件，復制到指定容器內的目錄當中。

更多能在Dockerfile中使用的指令，可以參考官方文檔：

https://docs.docker.com/engine/reference/builder/#dockerfile-reference。

根據前面的描述，現在我們的整個應用的目錄結構應該如下這樣：

$ ls
Dockerfile  app.py   requirements.txt

執行下面的指令可以構建鏡像：

$ docker build  -f /path/to/Dockerfile -t helloworld .
Sending build context to Docker daemon  4.608kB
Step 1/7 : FROM python:3.6-alpine
 ---> 5e7f84829665
Step 2/7 : WORKDIR /app
 ---> Using cache
 ---> dbb4a00a8f68
Step 3/7 : ADD . /app
 ---> fd33ac91c6c7
Step 4/7 : RUN pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple -r requirements.txt
 ---> Running in 6b82e863d802
Looking in indexes: https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
Collecting Flask
  Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/f2/28/2a03252dfb9ebf377f40fba6a7841b47083260bf8bd8e737b0c6952df83f/Flask-1.1.2-py2.py3-none-any.whl (94 kB)
Collecting click>=5.1
  Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/dd/c0/4d8f43a9b16e289f36478422031b8a63b54b6ac3b1ba605d602f10dd54d6/click-7.1.1-py2.py3-none-any.whl (82 kB)
Collecting Jinja2>=2.10.1
  Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/27/24/4f35961e5c669e96f6559760042a55b9bcfcdb82b9bdb3c8753dbe042e35/Jinja2-2.11.1-py2.py3-none-any.whl (126 kB)
Collecting itsdangerous>=0.24
  Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/76/ae/44b03b253d6fade317f32c24d100b3b35c2239807046a4c953c7b89fa49e/itsdangerous-1.1.0-py2.py3-none-any.whl (16 kB)
Collecting Werkzeug>=0.15
  Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/cc/94/5f7079a0e00bd6863ef8f1da638721e9da21e5bacee597595b318f71d62e/Werkzeug-1.0.1-py2.py3-none-any.whl (298 kB)
Collecting MarkupSafe>=0.23
  Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/b9/2e/64db92e53b86efccfaea71321f597fa2e1b2bd3853d8ce658568f7a13094/MarkupSafe-1.1.1.tar.gz (19 kB)
Building wheels for collected packages: MarkupSafe
  Building wheel for MarkupSafe (setup.py): started
  Building wheel for MarkupSafe (setup.py): finished with status 'done'
  Created wheel for MarkupSafe: filename=MarkupSafe-1.1.1-py3-none-any.whl size=12629 sha256=1f965945354a52423078c573deb1a8116965e67b2467c3640264d7f02058b06d
  Stored in directory: /root/.cache/pip/wheels/06/e7/1e/6e3a2c1ef63240ab6ae2761b5c012b5a4d38e448725566eb3d
Successfully built MarkupSafe
Installing collected packages: click, MarkupSafe, Jinja2, itsdangerous, Werkzeug, Flask
Successfully installed Flask-1.1.2 Jinja2-2.11.1 MarkupSafe-1.1.1 Werkzeug-1.0.1 click-7.1.1 itsdangerous-1.1.0
Removing intermediate container 6b82e863d802
 ---> d672a00c1a2f
Step 5/7 : EXPOSE 8083
 ---> Running in b9b2338da3f3
Removing intermediate container b9b2338da3f3
 ---> e91da5a22e20
Step 6/7 : ENV NAME World
 ---> Running in d7e5d19f3eed
Removing intermediate container d7e5d19f3eed
 ---> 4f959f34d486
Step 7/7 : CMD ["python", "app.py"]
 ---> Running in 99a97bedace0
Removing intermediate container 99a97bedace0
 ---> 3bc3e537ebb7
Successfully built 3bc3e537ebb7
Successfully tagged helloworld:latest

其中，-t 的作用是給這個鏡像加一個 Tag，即：起一個好聽的名字。docker build 會自動加載當前目錄下的 Dockerfile 文件，然后按照順序執行Dockerfile文件中的指令。

上面的命令執行完成后，就生成了一個鏡像。可以通過下面的指令查看：

$ docker image ls
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
helloworld          latest              3bc3e537ebb7        2 minutes ago       103MB

還可以通過 docker inspect helloworld:latest 查看鏡像的元信息。

元信息中包含了鏡像的全部信息，包括鏡像的tag，構建時間，環境變量等。

如果鏡像不再需要了，可以通過docker image rm刪除鏡像。

有了鏡像，就可以通過下面的指令來運行鏡像得到容器了。

$ docker run -p 8082:8082 helloworld
 * Serving Flask app "app" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: off
 * Running on http://0.0.0.0:8082/ (Press CTRL+C to quit)

上面命令中，鏡像名 helloworld 后面，什么都不用寫，因為在 Dockerfile 中已經指定了 CMD。否則，我就得把進程的啟動命令加在后面：

$ docker run -p 8082:8082 helloworld python app.py

從現在看，容器已經正確啟動，我們使用curl命令通過宿主機的IP和端口號，來訪問容器中的web應用。

$ curl http://0.0.0.0:8082/
<h4>Hello World!</h4><b>主機名:</b> 59b607239c3a<br/>

從輸出中可以看到容器的ID，容器是基于哪個鏡像的啟動的，容器中的進程，容器的啟動時間及端口映射情況，以及容器的名字。

使用docker inspect 59b607239c3a命令，可以查看容器的元數據，內容非常豐富。