En este instructivo, se muestra cómo compilar una aplicación web de varios niveles con Google Kubernetes Engine (GKE).
En este instructivo, harás lo que se indica a continuación:
- Configura una aplicación web con una dirección IP externa y un balanceador de cargas.
- Crea un clúster de Redis con una sola instancia principal (líder) y varias réplicas (seguidores)..
En el ejemplo, se describen los siguientes conceptos de Kubernetes:
- Configuración declarativa con archivos de manifiesto YAML
- Implementaciones, que son recursos de Kubernetes que determinan la configuración de un conjunto de pods replicados
- Servicios para crear balanceadores de cargas internos y externos para un conjunto de pods
Objetivos
Para implementar y ejecutar la aplicación en GKE, haz lo siguiente:- Configura el líder de Redis.
- Configura dos seguidores de Redis.
- Configura el frontend web
- Visita el sitio web
- Escala verticalmente el frontend web
En el siguiente diagrama, se muestra una descripción general de la arquitectura de clúster que crearás cuando completes estos objetivos:
Costos
En este documento, usarás los siguientes componentes facturables de Google Cloud:
Para generar una estimación de costos en función del uso previsto, usa la calculadora de precios.
Cuando finalices las tareas que se describen en este documento, puedes borrar los recursos que creaste para evitar que continúe la facturación. Para obtener más información, consulta Cómo realizar una limpieza.
Antes de comenzar
Cloud Shell tiene preinstalado el software que necesitas para este instructivo, incluidos kubectl
y la CLI de gcloud. Si no usas Cloud Shell, debes instalar gcloud CLI.
- Accede a tu cuenta de Google Cloud. Si eres nuevo en Google Cloud, crea una cuenta para evaluar el rendimiento de nuestros productos en situaciones reales. Los clientes nuevos también obtienen $300 en créditos gratuitos para ejecutar, probar y, además, implementar cargas de trabajo.
- Install the Google Cloud CLI.
-
To initialize the gcloud CLI, run the following command:
gcloud init
-
Create or select a Google Cloud project.
-
Create a Google Cloud project:
gcloud projects create PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with a name for the Google Cloud project you are creating. -
Select the Google Cloud project that you created:
gcloud config set project PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with your Google Cloud project name.
-
-
Asegúrate de que la facturación esté habilitada para tu proyecto de Google Cloud.
-
Enable the GKE API:
gcloud services enable container.googleapis.com
- Install the Google Cloud CLI.
-
To initialize the gcloud CLI, run the following command:
gcloud init
-
Create or select a Google Cloud project.
-
Create a Google Cloud project:
gcloud projects create PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with a name for the Google Cloud project you are creating. -
Select the Google Cloud project that you created:
gcloud config set project PROJECT_ID
Replace
PROJECT_ID
with your Google Cloud project name.
-
-
Asegúrate de que la facturación esté habilitada para tu proyecto de Google Cloud.
-
Enable the GKE API:
gcloud services enable container.googleapis.com
Prepare el entorno
Para configurar tu entorno, sigue estos pasos:
Establece las variables de entorno:
export PROJECT_ID=PROJECT_ID export COMPUTE_LOCATION=COMPUTE_LOCATION
Reemplaza lo siguiente:
PROJECT_ID
: El ID del proyecto de Google Cloud.COMPUTE_LOCATION
: una ubicación de Compute Engine, comous-central1
.
Clona el repositorio de GitHub:
git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
Cambia al directorio de trabajo:
cd kubernetes-engine-samples/quickstarts/guestbook/
Crea un clúster de GKE
Crea un Autopilot o Standard clúster de GKE:
Autopilot
gcloud container clusters create-auto guestbook \
--location=${COMPUTE_LOCATION} \
Standard
gcloud container clusters create guestbook \
--location=${COMPUTE_LOCATION} \
--num-nodes=4
Conéctate al clúster
Configura kubectl
para comunicarse con el clúster:
gcloud container clusters get-credentials guestbook \
--location=${COMPUTE_LOCATION}
Configura el líder de Redis.
La aplicación usa Redis para almacenar sus datos. La aplicación escribe sus datos en una instancia del líder de Redis y lee los datos de varias instancias de seguidores de Redis.
En el siguiente manifiesto, se describe una implementación de Kubernetes que ejecuta un Pod líder de Redis de una sola réplica:
Aplica el manifiesto al clúster:
kubectl apply -f redis-leader-deployment.yaml
Verifica que el Pod líder de Redis esté en ejecución:
kubectl get pods
El resultado es similar al siguiente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-leader-343230949-qfvrq 1/1 Running 0 43s
Es posible que
STATUS
tarde varios minutos en cambiar dePending
aRunning
.
Crea el servicio de líder de Redis
La aplicación web necesita comunicarse con el líder de Redis para escribir sus datos. Puedes crear un Service para poder usar un proxy en el tráfico hacia el pod del líder de Redis.
Un Service es una abstracción de Kubernetes que define un conjunto lógico de Pods y una política para habilitar el acceso a los Pods. Cuando creas un Service, describe en qué Pods actuar como proxy en función de las etiquetas de los pods.
En el siguiente manifiesto, se describe un Service para el líder de Redis:
Este manifiesto incluye un conjunto de selectores de etiquetas. Estas coinciden con el conjunto de etiquetas implementado en el paso anterior. Por lo tanto, este Service enruta el tráfico de la red al pod líder de Redis que creaste en un paso anterior.
En la sección
ports
del manifiesto, se declara el mapa de un solo puerto. El Service enrutará el tráfico delport: 6379
altargetPort: 6379
de los contenedores que coincidan con las etiquetasselector
especificadas. ElcontainerPort
que se usa en el Deployment debe coincidir con eltargetPort
para enrutar el tráfico al Deployment.Aplica el manifiesto al clúster:
kubectl apply -f redis-leader-service.yaml
Verifica que GKE haya creado el Service:
kubectl get service
El resultado es similar al siguiente:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes 10.51.240.1 <none> 443/TCP 42s redis-leader 10.51.242.233 <none> 6379/TCP 12s
Configura seguidores de Redis
Si bien el líder de Redis es un solo Pod, puedes hacer que tenga alta disponibilidad y cumplir con las demandas de tráfico si agregas algunos seguidores de Redis, o réplicas.
En el siguiente manifiesto, se describe un Deployment para los Pods de los seguidores de Redis:
Aplica el manifiesto al clúster:
kubectl apply -f redis-follower-deployment.yaml
Verifica que las dos réplicas de seguidores de Redis estén en ejecución:
kubectl get pods
El resultado es similar al siguiente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-follower-76588f55b7-bnsq6 1/1 Running 0 27s redis-follower-76588f55b7-qvtws 1/1 Running 0 27s redis-leader-dd446dc55-kl7nl 1/1 Running 0 119s
Es posible que
STATUS
tarde varios minutos en cambiar dePending
aRunning
.
Crea el Service de seguidores de Redis
La aplicación web debe comunicarse con los seguidores de Redis para leer los datos. Para que los seguidores de Redis sean detectables, debes configurar otro Service.
En el siguiente manifiesto, se describe un Service para los seguidores de Redis:
Este manifiesto especifica que el servicio se ejecuta en el puerto 6379. El campo
selector
del Service coincide con los Pods seguidores de Redis creados en el paso anterior.Aplica el manifiesto al clúster:
kubectl apply -f redis-follower-service.yaml
Verifica que GKE haya creado el servicio:
kubectl get service
El resultado es similar al siguiente:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes 10.51.240.1 <none> 443/TCP 1m redis-leader 10.51.242.233 <none> 6379/TCP 49s redis-follower 10.51.247.238 <none> 6379/TCP 3s
Configura el frontend web de la aplicación
Ahora que tienes el almacenamiento de Redis para tu aplicación, inicia los servidores web. Al igual que los seguidores de Redis, el frontend se implementa mediante un Deployment de Kubernetes.
La aplicación web usa un frontend de PHP, que se configura para comunicarse con los servicios de seguidores o líderes de Redis, según si la solicitud es de lectura o escritura. El frontend expone una interfaz JSON y entrega una IU basada en jQuery-Ajax.
En el siguiente manifiesto, se describe una implementación para el servidor web:
En el archivo de manifiesto, se especifica la variable de entorno
GET_HOSTS_FROM=dns
. Cuando proporcionas la configuración a la aplicación del frontend web, la aplicación del frontend usa los nombres de hostredis-follower
yredis-leader
para realizar una búsqueda de DNS. Mediante la búsqueda de DNS, se obtienen las direcciones IP de los Services que creaste en los pasos anteriores. Este concepto se llama descubrimiento de servicios de DNS.Aplica el manifiesto al clúster:
kubectl apply -f frontend-deployment.yaml
Verifica que las réplicas estén en ejecución:
kubectl get pods -l app=guestbook -l tier=frontend
El resultado es similar al siguiente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-7b78458576-8kp8s 1/1 Running 0 37s frontend-7b78458576-gg86q 1/1 Running 0 37s frontend-7b78458576-hz87g 1/1 Running 0 37s
Expón el frontend en una dirección IP externa
Con la configuración actual, solo se puede acceder a los Services redis-follower
y redis-leader
que creaste en los pasos anteriores dentro del clúster de GKE porque el tipo predeterminado para un Service es ClusterIP
Un servicio ClusterIP
proporciona una sola dirección IP para el conjunto de Pods al que se direcciona el Service. Solo se puede acceder a esta dirección IP en el clúster.
Para que el Service de frontend web sea de acceso externo, puedes especificar type: LoadBalancer
o type: NodePort
en la configuración del Service según tus requisitos.
El siguiente manifiesto describe un Service de tipo LoadBalancer:
En la declaración del puerto en la sección ports
, se especifica port: 80
, pero no se especifica targetPort
. Cuando omites la propiedad targetPort
, su valor predeterminado es el valor del campo port
. En este caso, este Service enrutará el tráfico externo del puerto 80 al puerto 80 de los contenedores del Deployment frontend
.
Aplica el manifiesto al clúster:
kubectl apply -f frontend-service.yaml
Cuando se crea el servicio frontend
, GKE crea un balanceador de cargas y una dirección IP externa. Estos recursos están sujetos a facturación.
Visita el sitio web de la aplicación
Para acceder al sitio web de la aplicación, obtén la dirección IP externa del Service frontend
:
kubectl get service frontend
El resultado es similar al siguiente:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
frontend 10.51.242.136 109.197.92.229 80:32372/TCP 1m
Es posible que la columna EXTERNAL-IP
muestre <pending>
mientras se crea el balanceador de cargas. Esto podría llevar varios minutos. Si ves errores como Does not have minimum availability
, espera unos minutos. Este error temporal se produce porque GKE vuelve a crear los nodos para realizar los cambios.
Copia la dirección IP y abre la página en tu navegador:
Prueba agregar algunas entradas. Para ello, escribe un mensaje y haz clic en Enviar. El mensaje que escribiste aparece en el frontend. Este mensaje indica que los datos se agregaron a Redis de forma correcta a través de los Services que creaste.
Escala verticalmente el frontend web
Supongamos que tu aplicación lleva un tiempo en ejecución y, de un momento a otro, se llena de publicidad. Entonces, decides que sería una buena idea agregar más servidores web a tu frontend. Para ello, aumenta la cantidad de Pods.
Para aumentar la cantidad de Pods de
frontend
, ejecuta el siguiente comando:kubectl scale deployment frontend --replicas=5
El resultado es similar al siguiente:
deployment.extensions/frontend scaled
Verifica la cantidad de réplicas que se están ejecutando:
kubectl get pods
El resultado es similar al siguiente:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-88237173-3s3sc 1/1 Running 0 1s frontend-88237173-twgvn 1/1 Running 0 1s frontend-88237173-5p257 1/1 Running 0 23m frontend-88237173-84036 1/1 Running 0 23m frontend-88237173-j3rvr 1/1 Running 0 23m redis-leader-343230949-qfvrq 1/1 Running 0 54m redis-follower-132015689-dp23k 1/1 Running 0 37m redis-follower-132015689-xq9v0 1/1 Running 0 37m
Puedes reducir la cantidad de Pods de
frontend
con el mismo comando. Para ello, reemplaza5
por1
.
Limpia
Para evitar que se apliquen cargos a tu cuenta de Google Cloud por los recursos usados en este instructivo, borra el proyecto que contiene los recursos o conserva el proyecto y borra los recursos individuales.
Borra el proyecto
Borra un proyecto de Google Cloud:
gcloud projects delete PROJECT_ID
Borra los recursos individuales
Si usaste un proyecto existente y no quieres borrarlo, borra los recursos individuales.
Borra el Service
frontend
:kubectl delete service frontend
Borra el clúster de GKE:
gcloud container clusters delete guestbook
¿Qué sigue?
- Obtén información sobre cómo configurar el ajuste automático de escala horizontal de Pods.
- Aprende a implementar WordPress en GKE con Persistent Disk y Cloud SQL.
- Obtén información para configurar nombres de dominio con direcciones IP estáticas.
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