第6章 SpringCLoud 模拟京东在线购物
第6章-SpringCLoud-模拟京东在线购物
本章所讲内容：
6.1 基于 Springcloud 开发的电商平台微服务架构解读
6.2 单体架构 vs 微服务架构对比分析
6.3 SpringCloud 基本介绍
6.4 部署 Springcloud 开发的电商平台到 k8s 集群：部署 eureka 服务
实验环境：k8s 集群：
k8s 的控制节点
ip：192.168.20.201 ; 主机名：k8s-master01 ; 配置：4vCPU/4Gi 内存
ip：192.168.20.202 ; 主机名：k8s-master02 ; 配置：4vCPU/4Gi 内存
ip：192.168.20.203 ; 主机名：k8s-master03 ; 配置：4vCPU/4Gi 内存
k8s 的工作节点：
ip：192.168.20.204 ; 主机名：k8s-node01; 配置：4vCPU/8Gi 内存
ip：192.168.20.205 ; 主机名：k8s-node02; 配置：4vCPU/8Gi 内存
harbor 机器：
ip：192.168.20.206 ; 主机名：harbor ; 配置：4vCPU/2Gi 内存
Mysql 服务：mysql 部署在 k8s-master01 上，暴露的端口是 3306
下面实验依赖的服务有 harbor、Ingress controller、mysql，上一节课已经安装成功了注：为什么要将 SpringCloud 项目迁移到 K8S 平台？
SpringCloud 很多功能都跟kubernetes 重合，比如服务发现，负载均衡，配置管理，所以如果把
SpringCloud 部署到k8s，那么很多功能可以直接使用 k8s 原生的，减少复杂度。
6.1 基于 Springcloud 开发的电商平台微服务架构解读
6.1.1 基于 springcloud 的电商平台功能图
画图工具： Xmind Visio
6.1.2 基于 springcloud 的电商平台架构图
6.2 单体架构vs 微服务架构对比分析
什么是单体架构？
所有的服务放到一个代码块里开发，如果是 java 开发的代码，启动一个 jar 文件之后，所有功能都自动实现了。耦合性太高了，更新一个功能，整个代码都需要重新部署。
优点：部署方便
缺点：升级的时候只改动一个功能，可能会影响所有的服务
什么是微服务架构？
把一个大的平台，拆分成很多小的功能模块，每个模块单独开发，单独部署。优点：维护的时候，改动一个功能模块，不会影响其他的功能模块
缺点：服务太多，需要人员维护
6.3 SpringCloud 基本介绍
6.3.1 SpringCloud 是什么？ 官方解释：
官网： https://spring.io/projects/spring-cloud/
SpringCloud 是一系列框架的有序集合。它利用 SpringBoot 的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用SpringBoot 的开发风格做到一键启动和部署。SpringCloud 并没有重复制造轮子，它只是将各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过 SpringBoot 风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。
6.3.2 SpringCloud 优缺点
1） SpringCloud 来源于 Spring，质量、稳定性、持续性都可以得到保证。
SpirngCloud 以 SpringBoot 为基础开发框架，可以给开发者大量的微服务开发经验，例如，只要极少量的标签，你就可以创建一个配置服务器，再加一些标签，你就可以得到一个客户端库来配置你的服务，更加便于业务落地。
2） SpringCloud 是 Java 领域最适合做微服务的框架，对 Java 开发者来说就很容易开发。
3） 耦合度低，不影响其他模块
4） 多个开发团队可以并行开发项目，提高开发效率
5） 直接写自己的代码即可，然后暴露接口，通过组件进行服务通信。
缺点：
只能针对 Java 开发部署麻烦、组件多
6.3.3 为何要将 SpringCloud 项目部署到 k8s 平台？
k8s 是一个容器编排工具，能跑任何代码，k8s 本身的功能也很多：
自动扩缩容、能跑任何代码、服务发现和负载均衡、配置管理中心、k8s 结合 istio 可以实现熔断、超时、重试这些功能。
springcloud 开发的代码部署到 k8s 里，那 springcloud 自带的很多功能可以直接用 k8s 取实现， 如 springcloud 有eureka：服务注册和发现，可以用 k8s 的 coredns 和 service，springcloud 里的网段服务 Springcloud Gateway 可以用 k8s 的 ingress-nginx-controller 去实现，spirngcloud config 可以用 K8s 的 configmap 或者 secret 实现，springcloud 里的 hystrix（熔断）可以基于Istio 实现。
6.3.4 将公司业务部署到 k8s 的完整流程
第一步：写代码、开发人员要基于 Springcloud 框架开发代码，基于 Springcloud 开发的代是微服务架构。
第二步：获取代码（可以从代码仓库获取开发写好的代码，代码可以是 gitlab 或者 svn 都可以） 第三步：编译代码，如果是 Springcloud 开发的 java 代码，mvn 命令去编译
第四步：基于 dockerfile 制作镜像，把代码和依赖的服务封装到镜像里第五步：把做好的镜像传到私有镜像仓库，私有镜像仓库用 harbor
第六步：创建 pod（选择一个合适的控制器管理 Pod，如 deployment 或者 Statefulset）
什么样的服务用 Deployment 管理 pod？
无状态的服务用 Deployment，那么问题来了，什么样的服务叫做无状态？
1、坏一个服务，对整体没影响，如 tomcat
2、不需要做会话保持
什么样的服务用 Statefulset 管理 pod？
有状态的服务用 Statefulset，有状态服务特点？
1、坏一个服务，对整体有影响，mysql 主从
2、需要做会话保持：statefulset 创建的 pod 有序的
3、需要做共享数据
第七步：在 Pod 前端创建一个 Service 资源，实现四层代理
第八步：如果是一个前端服务，映射到公网上的，比方说电商网站首页，需要搞成 https 安全加密的方式访问，那就需要基于 Ingress-nginx-controller 实现七层代理。
第九步：需要对 pod 里面的服务进行数据持久化（比方说 mysql、oracle、elasticsearch 等服务，需要存数据的），如何存数据？可以用分布式的存储：ceph、云存储。
第十步：需要把监控系统（Promethues+Grafana+Alertmanager 或者zabbix）搭建出来、需要把日志平台搭建出来（EFK、EFK+logstash+kafka/redis）
引申一个面试题：
上线一个新项目，需要多少 k8s 节点？
首先要看看在 K8s 里运行的服务大概有哪些，比方说运行的服务有 A、B、C A 服务需要部署两个，2 个 pod：10g、10VCPU
B 服务需要部署 10 个：10 个 Pod：20g、20VCPU C 服务需要部署 6 个：6 个 pod：12g、12VCPU
具体每个服务部署几个 pod，我们要压测，由运营或者项目经理去评估大概业务量，根据压测的结果：比方说请求量是一百万，我们需要使用 4g 内存、4vCPU，那有了这个数据，每个服务数量就可以大概确定。
A、B、C 三个服务运行的 pod 一共是占用 42g 内存、42VCPU，所有的 pod 总的内存和 cpu 都有了，那 k8s 节点配置就大概有数了。
控制节点至少 3 个做高可用：每个节点 8G 内存、12VCPU 工作节点 2 个： 每个节点 26g、26VCPU
6.4 部署 Springcloud 开发的电商平台到 k8s 集群：部署
eureka 服务
以下步骤均在 k8s 的控制节点xuegod63 上操作
6.4.1 SpringCloud 的微服务电商框架
6.4.2 安装 openjdk 和maven
在 k8s 控制节点 k8s-master01上操作
6.4.3 上传微服务源码包到 k8s 的控制节点 上
#解压
[root@k8s-master01 springcloud]# unzip microservic-test.zip
[root@k8s-master01 springcloud]# cd microservic-test
6.4.4 修改源代码，更改数据库连接地址在 k8s 控制节点 上操作
1） 修改库存服务 stock 的数据库连接地址
[root@k8s-master01 springcloud]# vim microservic-test/stock-service/stock-service-biz/src/main/resources/application-fat.yml
[root@k8s-master01 springcloud]# cat microservic-test/stock-service/stock-service-biz/src/main/resources/application-fat.yml
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://192.168.20.201:3306/tb_stock?characterEncoding=utf-8
username: root
password: 111111
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
eureka:
instance:
prefer-ip-address: true
client:
register-with-eureka: true
fetch-registry: true
service-url:
defaultZone: http://eureka-0.eureka.ms:8888/eureka,http://eureka-1.eureka.ms:8888/eureka,http://eureka-2.eureka.ms:8888/eureka
改成如下：
2） 修改产品服务 product 的数据库连接地址
[root@k8s-master01 springcloud]# vim microservic-test/product-service/product-service-biz/src/main/resources/application-fat.yml
[root@k8s-master01 springcloud]# cat microservic-test/product-service/product-service-biz/src/main/resources/application-fat.yml
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://192.168.20.201:3306/tb_product?characterEncoding=utf-8
username: root
password: 111111
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
eureka:
instance:
prefer-ip-address: true
client:
register-with-eureka: true
fetch-registry: true
service-url:
defaultZone: http://eureka-0.eureka.ms:8888/eureka,http://eureka-1.eureka.ms:8888/eureka,http://eureka-2.eureka.ms:8888/eureka
改成如下：
3） 修改订单数据库
[root@k8s-master01 springcloud]# vim microservic-test/order-service/order-service-biz/src/main/resources/application-fat.yml
[root@k8s-master01 springcloud]# cat microservic-test/order-service/order-service-biz/src/main/resources/application-fat.yml
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://192.168.20.201:3306/tb_order?characterEncoding=utf-8
username: root
password: 111111
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
eureka:
instance:
prefer-ip-address: true
client:
register-with-eureka: true
fetch-registry: true
service-url:
defaultZone: http://eureka-0.eureka.ms:8888/eureka,http://eureka-1.eureka.ms:8888/eureka,http://eureka-2.eureka.ms:8888/eureka
改成如下：
6.4.5 通过 Maven 编译、构建、打包源代码在 k8s 控制节点 上操作
修改源代码数据库的地址之后回到/root/springcloud/microservic-test 目录下执行如下命令：
编译完成大概需要 15-20 分钟，看到如下说明编译打包已经成功了：
[INFO] gateway-service ................................... SUCCESS [5:52.813s]
[INFO] eureka-service .................................... SUCCESS [1:19.355s]
[INFO] product-service ................................... SUCCESS [0.000s]
[INFO] product-service-api ............................... SUCCESS [0.152s]
[INFO] stock-service ..................................... SUCCESS [0.001s]
[INFO] stock-service-api ................................. SUCCESS [0.151s]
[INFO] product-service-biz ............................... SUCCESS [5.176s]
[INFO] stock-service-biz ................................. SUCCESS [0.183s]
[INFO] order-service ..................................... SUCCESS [0.000s]
[INFO] order-service-api ................................. SUCCESS [0.133s]
[INFO] order-service-biz ................................. SUCCESS [0.203s]
[INFO] basic-common-bom .................................. SUCCESS [0.001s]
[INFO] portal-service .................................... SUCCESS [0.567s]
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 10:29.437s
[INFO] Finished at: Tue Aug 29 17:49:35 CST 2023
[INFO] Final Memory: 73M/551M
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
6.4.6 在 k8s 中部署 Eureka 组件
修改 所有 上的 docker 的配置文件：
$ cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors":["https://vh3bm52y.mirror.aliyuncs.com","https://registry.docker-cn.com","https://docker.mirrors.ustc.edu.cn","https://dockerhub.azk8s.cn","http://hub-mirror.c.163.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"insecure-registries":["192.168.20.206","harbor"]
}
EOF
注意：
daemon.json 中新增加了如下一行内容：
这样才可以使用 harbor 私有镜像仓库
重启 docker 使配置生效
登录 harbor
$ docker login 192.168.20.206
Authenticating with existing credentials...
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store
Login Succeeded
在 k8s 的控制节点 xuegod63 上操作创建拉取私有镜像仓库需要的 secret
[root@k8s-master01 microservic-test]# kubectl create ns ms && kubectl create secret docker-registry registry-pull-secret --docker-server=192.168.20.206 --docker-username=admin --docker-password=Harbor12345 -n ms
在 harbor 上创建一个项目 microservice
1） 构建镜像
上传基础镜像到控制节点
[root@k8s-master01 eureka-service]# pwd
/root/springcloud/microservic-test/eureka-service
[root@k8s-master01 eureka-service]# docker build -t 192.168.20.206/microservice/eureka:v1 .
[root@k8s-master01 eureka-service]# docker push 192.168.20.206/microservice/eureka:v1
2） 部署服务
修改 eureka.yaml 文件，把镜像变成 image: 192.168.1.62/microservice/eureka:v1
[root@k8s-master01 microservic-test]# cat k8s/eureka.yaml |egrep "image|ingressClassName"
ingressClassName: nginx
imagePullSecrets:
image: 192.168.20.206/microservice/eureka:v1
3） 更新 yaml 文件
4）查看 pod 状态
[root@k8s-master01 eureka-service]# kubectl get pod -n ms |grep eureka
eureka-0 1/1 Running 0 3m12s
eureka-1 1/1 Running 0 116s
eureka-2 1/1 Running 0 49s
上面运行没问题之后，找到自己电脑的 hosts 文件，新加如下一行：
在浏览器访问 eureka.ctnrs.com 即可，可看到如下，说明 eureka 部署成功了：
注意：
要想访问域名 eureka.ctnrs.com，
这个需要在自己电脑的 hosts 文件新增加如下内容，192.168.20.204 是 ingress-nginx-controller
这个 pod 的 ip 地址。
总结：
6.1 基于 Springcloud 开发的电商平台微服务架构解读
6.2 单体架构 vs 微服务架构对比分析
6.3 SpringCloud 基本介绍
6.4 部署 Springcloud 开发的电商平台到 k8s 集群：部署 eureka 服务