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Kubernetes 入门 (使用 Python)
那么,你知道你想在 Kubernetes 中运行你的应用程序,但不知道从何开始。或者你可能已经开始着手,但仍然不知道自己有哪些知识盲点。在这篇博客中,你将逐步了解如何将应用程序容器化并在 Kubernetes 中运行。
本教程假定你是一名开发者,或者至少熟悉命令行(最好是 bash shell)。
我们将做什么
- 获取代码并在本地运行应用程序
- 创建镜像并在 Docker 中运行应用程序
- 创建部署并在 Kubernetes 中运行应用程序
前提条件
- 一个 Kubernetes 服务 - 本教程中我使用的是 带有 Kubernetes 的 Docker Desktop,但你也可以使用其他服务。请参阅入门以获取完整列表。
- 安装了 Python 3.7
- 安装了 Git
将应用程序容器化
在本节中,你将获取一些源代码,验证它在本地运行正常,然后创建应用程序的 Docker 镜像。示例应用程序是一个非常简单的 Flask Web 应用程序;如果你想在本地测试它,你需要安装 Python。否则,你可以跳到“创建 Dockerfile”部分。
获取应用程序代码
使用 git 将仓库克隆到本地机器
git clone https://github.com/JasonHaley/hello-python.git
切换到 app 目录
cd hello-python/app
此目录中只有两个文件。如果你查看 main.py 文件,你会看到应用程序打印出一条问候消息。你可以在 Flask 网站上了解更多关于 Flask 的信息。
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route("/")
def hello():
return "Hello from Python!"
if __name__ == "__main__":
app.run(host='0.0.0.0')
requirements.txt 文件包含了 main.py 所需的包列表,pip 将使用它来安装 Flask 库。
注意
当你开始编写更高级的 Python 时,你会发现并不总是建议使用pip install
,并且你可能希望使用 virtualenv
(或 pyenv
)将依赖项安装到虚拟环境中。本地运行
使用以下命令手动运行安装程序和应用程序
pip install -r requirements.txt
python main.py
这将启动一个开发 Web 服务器来托管你的应用程序,你可以通过导航到 http://localhost:5000 查看它。因为端口 5000 是开发服务器的默认端口,所以我们不需要指定它。
创建 Dockerfile
现在你已经验证了源代码可以工作,将应用程序容器化的第一步是创建一个 Dockerfile。
在 hello-python/app 目录中,创建一个名为 Dockerfile 的文件,包含以下内容并保存它
FROM python:3.7
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
ADD . /app/
RUN pip install -r requirements.txt
EXPOSE 5000
CMD ["python", "/app/main.py"]
该文件是一组 Docker 用于构建镜像的指令。对于这个简单的应用程序,Docker 将执行以下操作:
- 从 Docker Hub 获取版本 3.7 的官方 Python 基础镜像。
- 在镜像中,创建一个名为 app 的目录。
- 将工作目录设置为新的 app 目录。
- 将本地目录的内容复制到镜像中的这个新文件夹中。
- 运行 pip 安装程序(就像我们之前做的那样),将 requirements 拉取到镜像中。
- 通知 Docker 容器监听端口 5000。
- 配置容器启动时使用的启动命令。
创建镜像
在你的命令行或 shell 中,在 hello-python/app 目录中,使用以下命令构建镜像
docker build -f Dockerfile -t hello-python:latest .
注意
在这个示例中,我使用的是 :latest 标签,如果你不熟悉它是什么,你可能想阅读 Docker: The latest Confusion。这将执行上面列出的七个步骤并创建镜像。要验证镜像是否已创建,请运行以下命令
docker image ls

应用程序现在已被容器化,这意味着它可以在 Docker 和 Kubernetes 中运行了!
在 Docker 中运行
在跳入 Kubernetes 之前,让我们验证它是否可以在 Docker 中运行。运行以下命令让 Docker 在容器中运行应用程序并将其映射到端口 5001
docker run -p 5001:5000 hello-python
现在导航到 http://localhost:5001,你应该会看到“Hello from Python!”消息。
更多信息
在 Kubernetes 中运行
你终于准备好在 Kubernetes 中运行应用程序了。因为你有一个 Web 应用程序,所以你将创建一个 Service 和一个 Deployment。
首先验证你的 kubectl 已配置。在命令行中,输入以下内容
kubectl version
如果你没有看到 Client 和 Server 版本回复,你需要安装和配置它。
如果你在 Windows 或 Mac 上运行,请通过运行以下命令确保它正在使用 Docker Desktop 上下文
kubectl config use-context docker-for-desktop
现在你正在使用 Kubernetes!你可以通过输入以下内容看到节点
kubectl get nodes
现在让我们让它运行应用程序。创建一个名为 deployment.yaml 的文件,将以下内容添加到其中,然后保存它
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: hello-python-service
spec:
selector:
app: hello-python
ports:
- protocol: "TCP"
port: 6000
targetPort: 5000
type: LoadBalancer
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: hello-python
spec:
selector:
matchLabels:
app: hello-python
replicas: 4
template:
metadata:
labels:
app: hello-python
spec:
containers:
- name: hello-python
image: hello-python:latest
imagePullPolicy: Never
ports:
- containerPort: 5000
这个 YAML 文件是告诉 Kubernetes 你希望运行什么的指令。它告诉 Kubernetes 以下内容:
- 你想要一个公开端口 6000 的负载均衡 Service
- 你想要运行四个 hello-python 容器实例
使用 kubectl 通过运行以下命令将 YAML 文件发送到 Kubernetes
kubectl apply -f deployment.yaml
如果你执行以下命令,你可以看到 Pod 正在运行
kubectl get pods

现在导航到 http://localhost:6000,你应该会看到“Hello from Python!”消息。
就是这样!应用程序现在已在 Kubernetes 中运行!
更多信息
总结
在本教程中,我们将一个应用程序容器化,并在 Docker 和 Kubernetes 中运行起来。这个简单的应用程序只是触及了可能性(以及你需要学习的内容)的表面。
下一步
如果你刚入门,并且本教程对你有帮助,那么以下资源应该是你进一步扩展 Kubernetes 知识的良好下一步选择
- 微服务、Docker 和 Kubernetes 入门 - James Quigley 的 55 分钟视频
- 这是一个很好的起点,因为它提供了比我在这里能提供的更多信息。
- 使用 Docker 和 Kubernetes 将你的应用容器化 - Dr Gabriel N Schenker 撰写的免费电子书
- 这是我关于 Docker 和 Kubernetes 最喜欢的书。
- Kubernetes 学习路径:从零到精通 Kubernetes 的 50 天 - 微软网站上提供
- 这是一个 10 页的 pdf 文件,其中包含大量视频(与 Brendan Burns 一起)、文档网站以及一个非常好的 Azure Kubernetes Service 工作坊的链接。
如何在 Docker Desktop 中启用 Kubernetes
安装 Docker Desktop 后,打开“设置”

选择左侧的 Kubernetes 菜单项,并验证 Enable Kubernetes 是否已选中。如果未选中,请选中它,然后点击右下角的 Apply 按钮
