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Spring Cloud 的云原生迁移 – AWS 上的混合部署架构(下篇)
简介
在前面的文章中,对 Spring Cloud 在 AWS 上的混合部署架构已经进行了讨论,并完成了 Eureka 及 API Gateway 的部署。在本文中,我们将讨论在 AWS 托管的 Kubernetes 服务EKS上部署 Spring Cloud 的实际业务功能模块。
架构回顾
EKS为Spring Cloud部署带来的好处
EKS的特点
Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS) 是一项完全托管的 Kubernetes 服务。由于EKS把安全性、可靠性和可扩展性作为产品最重要的特性进行实现,在公有云上使用Kubernetes技术的多数大型客户,都使用 EKS运行他们最敏感的任务关键型应用程序。
同时,EKS 与诸如 Amazon CloudWatch、Auto Scaling Group、AWS Identity and Access Management (IAM) 和 Amazon Virtual Private Cloud (VPC) 之类的服务深度集成,为客户带来监控、扩展和负载平衡应用程序的无缝体验。
最后,EKS经认证与 Kubernetes 一致,因此客户可以利用社区中开源工具的所有优势。任何标准 Kubernetes 应用程序可轻松地迁移到 EKS,而无需重构代码。
(EKS托管架构)
Amazon VPC CNI 插件
在Kubernetes的网络模型中,要求所有的网络插件实现必须满足如下要求:
- 所有的 Pod 可以与任何其他 Pod 直接通信,无需使用 NAT 映射(network address translation)
- 所有节点可以与所有 Pod 直接通信,无需使用 NAT 映射
- Pod 内部获取到的 IP 地址与其他 Pod 或节点与其通信时的 IP 地址是同一个
Amazon VPC CNI插件的实现方式是使Kubernetes的Pod获取VPC的私有IP地址。此实现方式不但完全满足Kubernetes网络模型的要求;不使用overlay网络可以使Pod的通信效率和在物理网络中相当;同时由于Pod持有的是和EC2相同的VPC私有IP,因此Pod与EC2的网络地位一致,可以直接通信。这些特性使得用Spring Cloud框架开发的业务模块部署于EKS cluster中,与部署在EC2中的Eureka、API Gateway进行交互时,不会遇到困难,同时还保持了通信的最高效率。
在EKS Cluster中部署Spring Cloud的业务模块
前置条件
- Create a Workspace
- Create an SSH key
- Install Kubernetes Tools
- Create an IAM role for your Workspace
- Attach the IAM role to your Workspace
- Update IAM settings for your Workspace
- Install eksctl
Note: 前置条件过程请参考AWS EKS官方workshop: https://eksworkshop.com/eksctl/
创建EKS群集
创建的EKS群集放置在与Eureka、API Gateway 相同的VPC中。如下为示例群集配置文件:
群集创建命令:
$ eksctl create cluster -f < ClusterConfig >.yaml
调整EKS群集的安全组
通过eksctl创建的EKS群集,worker node上的安全组默认没有开放VPC内其他EC2的访问权限。手工调整对应的安全组,添加一条允许其他Spring Cloud基础设施的安全组访问的条目。
安装Helm
Helm是一个Kubernetes的包和应用管理工具。使用Helm可以极大地简化Kubernetes上标准应用的安装。
Helm的安装请参考链接:https://www.eksworkshop.com/beginner/060_helm/helm_intro/install/
安装Metrics Server
Metrics Server是Kubernetes中的核心监控指标实现,替代了heapster。Horizontal Pod Autoscaler所依赖的监控数据,就是由Metrics Server提供。下面示例为使用Helm部署Metrics Server:
创建一个可读取Parameter Store中参数的service account
示例命令如下:
Spring Cloud项目的application.properties文件配置示例
Note: 在配置文件中,启用ip地址注册。
spring.application.name=hello-service
Docker镜像中的启动文件示例
在应用被打包成Docker镜像后,需要一个启动脚本,在镜像启动时初始化应用所需的环境。本示例中,通过启动文件,启动一个提供简单Hello world接口的Hello service。
此文件对应应用部署中Deployment yaml文件的args: [“/springCloud/env.sh”]启动脚本。
打包Docker镜像并推送至ECR
在创建好ECR的存储库后,可以在对应的存储库中查看打包Docker镜像及推送命令。
部署应用
通过Deployment,在EKS cluster上部署应用,其中镜像使用前述推送至ECR的镜像。示例文档如下:
部署命令:
$ kubectl apply -f <deployment>.yaml
部署验证
查看Pod运行是否正常:
$ kubectl get pods
查看服务是否在Eureka中注册成功:
访问在API Gateway中对外开放的URL,查看服务是否正常:
应用的自动扩展
通过HPA (Horizontal Pod Autoscaler),进行Pod的自动伸缩:
$ kubectl autoscale deployment <aws-hello> --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
查看HPA资源是否创建成功:
$ kubectl get hpa
使用busybox发送大量请求模拟高并发,并监控HPA:
$ kubectl get hpa -w
Pod在短时间内启动,应对并发流量:
新启动的服务模块正常注册到Eureka:
总结
Kubernetes是容器领域最流行的编排调度工具,它给大规模容器使用场景赋予了灵活而强大的调度能力。通过使用AWS托管的Kubernetes服务EKS,则能在享受Kubernetes强大能力的同时,减少运维Kubernetes群集的负担。选择把基于Spring Cloud框架开发的业务模块部署在EKS上,能使这些模块更快速,更灵活地响应突增的业务流量。结合部署于EC2的Eureka、API Gateway等Spring Cloud基础设施,整个微服务架构同时兼具了稳定性、可扩展性、快速响应等的特点,能更好地实现业务需求。
参考资料
[1] https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/eks/latest/userguide/what-is-eks.html
[2] https://www.eksworkshop.com/
[3] 翟永超.Spring Cloud 微服务实战[M].电子工业出版社:北京,2017:1.