测试您的 Python 部署

先决条件

完成本指南的所有先前部分，从使用容器进行 Python 开发开始。
在 Docker Desktop 中开启 Kubernetes。

概述

在本节中，您将学习如何使用 Docker Desktop 将应用程序部署到开发机器上功能齐全的 Kubernetes 环境。这允许您在部署之前在本地测试和调试 Kubernetes 上的工作负载。

创建 Kubernetes YAML 文件

在您的 python-docker-dev-example 目录中，创建一个名为 docker-postgres-kubernetes.yaml 的文件。在 IDE 或文本编辑器中打开该文件并添加以下内容。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: postgres
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  template:
    metadata:
      labels:
        app: postgres
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres
          ports:
            - containerPort: 5432
          env:
            - name: POSTGRES_DB
              value: example
            - name: POSTGRES_USER
              value: postgres
            - name: POSTGRES_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: postgres-secret
                  key: POSTGRES_PASSWORD
          volumeMounts:
            - name: postgres-data
              mountPath: /var/lib/postgresql/data
      volumes:
        - name: postgres-data
          persistentVolumeClaim:
            claimName: postgres-pvc
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: postgres
  namespace: default
spec:
  ports:
    - port: 5432
  selector:
    app: postgres
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-pvc
  namespace: default
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
---
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: postgres-secret
  namespace: default
type: Opaque
data:
  POSTGRES_PASSWORD: cG9zdGdyZXNfcGFzc3dvcmQ= # Base64 encoded password (e.g., 'postgres_password')

在您的 python-docker-dev-example 目录中，创建一个名为 docker-python-kubernetes.yaml 的文件。将 DOCKER_USERNAME/REPO_NAME 替换为您的 Docker 用户名和您在为您的 Python 应用程序配置 CI/CD中创建的仓库名称。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: docker-python-demo
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      service: fastapi
  template:
    metadata:
      labels:
        service: fastapi
    spec:
      containers:
        - name: fastapi-service
          image: DOCKER_USERNAME/REPO_NAME
          imagePullPolicy: Always
          env:
            - name: POSTGRES_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: postgres-secret
                  key: POSTGRES_PASSWORD
            - name: POSTGRES_USER
              value: postgres
            - name: POSTGRES_DB
              value: example
            - name: POSTGRES_SERVER
              value: postgres
            - name: POSTGRES_PORT
              value: "5432"
          ports:
            - containerPort: 8001
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-entrypoint
  namespace: default
spec:
  type: NodePort
  selector:
    service: fastapi
  ports:
    - port: 8001
      targetPort: 8001
      nodePort: 30001

在这些 Kubernetes YAML 文件中，有各种对象，由 --- 分隔

一个 Deployment，描述一组可扩展的相同 Pod。在本例中，您将只获得一个副本，即 Pod 的一个拷贝。该 Pod 在 template 下描述，其中只包含一个容器。该容器是根据为您的 Python 应用程序配置 CI/CD中 GitHub Actions 构建的镜像创建的。
一个 Service，它将定义容器中端口的映射方式。
一个 PersistentVolumeClaim，用于为数据库定义在重启后仍然持久的存储。
一个 Secret，将数据库密码作为使用 secret kubernetes 资源的一个示例。
一个 NodePort 服务，它将把您主机上的 30001 端口流量路由到它路由到的 Pod 内部的 8001 端口，从而允许您从网络访问您的应用程序。

要了解更多关于 Kubernetes 对象的信息，请参阅Kubernetes 文档。

注意
NodePort 服务适用于开发/测试目的。对于生产环境，您应该实现一个ingress-controller。

部署并检查您的应用程序

在终端中，导航到 python-docker-dev-example 并将您的数据库部署到 Kubernetes。
$ kubectl apply -f docker-postgres-kubernetes.yaml
您应该会看到类似以下内容的输出，表明您的 Kubernetes 对象已成功创建。
deployment.apps/postgres created service/postgres created persistentvolumeclaim/postgres-pvc created secret/postgres-secret created
现在，部署您的 Python 应用程序。
kubectl apply -f docker-python-kubernetes.yaml
您应该会看到类似以下内容的输出，表明您的 Kubernetes 对象已成功创建。
deployment.apps/docker-python-demo created service/service-entrypoint created

通过列出您的部署来确保一切正常。

$ kubectl get deployments

您的部署应该如下所示：

NAME                 READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
docker-python-demo   1/1     1            1           48s
postgres             1/1     1            1           2m39s

这表示您在 YAML 中请求的所有 pod 都已启动并运行。对您的服务也进行相同的检查。

$ kubectl get services

你应该得到如下输出。

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes           ClusterIP   10.43.0.1      <none>        443/TCP          13h
postgres             ClusterIP   10.43.209.25   <none>        5432/TCP         3m10s
service-entrypoint   NodePort    10.43.67.120   <none>        8001:30001/TCP   79s

除了默认的 kubernetes 服务，您还可以看到您的 service-entrypoint 服务，它接受 30001/TCP 端口的流量，以及内部 ClusterIP postgres，其端口 5432 开放以接受来自您的 Python 应用程序的连接。

在终端中，通过 curl 访问该服务。请注意，本例中未部署数据库。
$ curl https://:30001/ Hello, Docker!!!

运行以下命令以卸载您的应用程序。

$ kubectl delete -f docker-python-kubernetes.yaml
$ kubectl delete -f docker-postgres-kubernetes.yaml

摘要

在本节中，您学习了如何使用 Docker Desktop 将应用程序部署到开发机器上功能齐全的 Kubernetes 环境。