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“后端服务+前端页面服务 + 后端数据库服务“如何部署到K8s集群

news 2025/11/13 9:25:11

将 “后端服务 + 前端页面服务 + 后端数据库服务” 部署到 K8s 集群，核心是通过K8s 核心资源（Deployment、Service、Ingress 等） 实现组件解耦、弹性伸缩和统一调度，同时需兼顾数据持久化、网络访问、配置管理等关键需求。以下是分步骤的完整部署方案，含资源清单示例和核心注意事项。

一、部署前准备

1. 环境前提

  • 已搭建可用的 K8s 集群（单节点 / 多节点均可，生产环境建议≥3 节点，需支持StorageClass用于数据持久化）；
  • 本地安装kubectl并配置集群访问权限（kubectl config use-context <集群名称>）；
  • 所有服务已打包为 Docker 镜像（前端、后端、数据库），并推送到镜像仓库（如 Docker Hub、Harbor、阿里云 ACR 等）；
  • 可选：安装 Ingress 控制器（如 Nginx Ingress），用于统一入口访问（生产环境必备）。

2. 核心组件规划

组件K8s 资源类型核心需求
前端页面服务Deployment（部署）+ Service（暴露）+ Ingress（域名访问）静态资源（HTML/CSS/JS），无状态，需反向代理
后端服务Deployment（部署）+ Service（暴露）无状态（建议），需连接数据库，需环境变量配置
后端数据库StatefulSet（有状态部署）+ Service（无头服务 / 集群 IP）+ PersistentVolumeClaim（数据持久化）有状态，数据需持久化，固定网络标识

数据库用StatefulSet而非Deployment：因为数据库是有状态服务（数据与实例绑定、需固定网络名称），StatefulSet能保证 Pod 名称、主机名固定，且与PVC一一对应，避免数据丢失。

二、分步部署实现

第一步：部署后端数据库服务（以 MySQL 为例）

1. 数据持久化：创建 PVC（绑定存储）

先通过PersistentVolumeClaim（PVC）申请存储资源（依赖集群已存在StorageClass，如standard、nfs-storage等）。

创建mysql-pvc.yaml：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mysql-pvc  # PVC名称，供StatefulSet引用namespace: app-namespace  # 建议创建独立命名空间隔离应用
spec:accessModes:- ReadWriteOnce  # 仅单节点读写（数据库通常单实例，集群化需调整）resources:requests:storage: 10Gi  # 申请10GB存储storageClassName: "standard"  # 替换为集群实际的StorageClass名称（kubectl get sc查看）

应用 PVC：

bash

kubectl apply -f mysql-pvc.yaml
2. 配置管理：创建 ConfigMap/Secret（存储配置和密码）
  • Secret：存储敏感信息（如数据库密码，Base64 编码）；
  • ConfigMap：存储非敏感配置（如数据库连接参数、字符集）。
（1）创建 Secret 存储数据库密码

先将密码编码（例如密码Root@123456）：

bash

echo -n "Root@123456" | base64  # 输出：Um9vdEAxMjM0NTY=

创建mysql-secret.yaml：

yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:name: mysql-secretnamespace: app-namespace
type: Opaque
data:mysql-root-password: Um9vdEAxMjM0NTY=  # Base64编码后的密码mysql-user-password: Um9vdEAxMjM0NTY=  # 普通用户密码（可选）

应用 Secret 和 ConfigMap：

kubectl apply -f mysql-secret.yaml -f mysql-configmap.yaml
3. 部署数据库：创建 StatefulSet 和 Service

创建mysql-statefulset.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:name: mysqlnamespace: app-namespace
spec:serviceName: mysql-service  # 关联的无头Service名称（固定网络标识）replicas: 1  # 单实例（生产环境可集群化，需调整）selector:matchLabels:app: mysqltemplate:metadata:labels:app: mysqlspec:containers:- name: mysqlimage: mysql:8.0  # 镜像地址（替换为你的私有仓库镜像，如harbor.com/mysql:8.0）ports:- containerPort: 3306  # MySQL默认端口env:# 从ConfigMap读取非敏感配置- name: MYSQL_DATABASEvalueFrom:configMapKeyRef:name: mysql-configkey: MYSQL_DATABASE- name: MYSQL_USERvalueFrom:configMapKeyRef:name: mysql-configkey: MYSQL_USER# 从Secret读取敏感配置- name: MYSQL_ROOT_PASSWORDvalueFrom:secretKeyRef:name: mysql-secretkey: mysql-root-password- name: MYSQL_PASSWORDvalueFrom:secretKeyRef:name: mysql-secretkey: mysql-user-password# 挂载PVC（数据持久化）volumeMounts:- name: mysql-datamountPath: /var/lib/mysql  # MySQL数据存储目录# 健康检查livenessProbe:exec:command: ["mysqladmin", "ping", "-uroot", "-p$(MYSQL_ROOT_PASSWORD)"]initialDelaySeconds: 30periodSeconds: 10readinessProbe:exec:command: ["mysql", "-uroot", "-p$(MYSQL_ROOT_PASSWORD)", "-e", "SELECT 1"]initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5# 关联PVC（与StatefulSet名称+volume名称匹配，自动绑定mysql-pvc）volumeClaimTemplates: []  # 若已手动创建PVC，此处留空；若自动创建，需配置spec# 手动绑定已创建的PVC（关键）volumes:- name: mysql-datapersistentVolumeClaim:claimName: mysql-pvc  # 引用第一步创建的PVC
---
# 无头Service（供后端服务内部访问，固定DNS：mysql-service.app-namespace.svc.cluster.local）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: mysql-servicenamespace: app-namespace
spec:clusterIP: None  # 无头服务（无集群IP，通过DNS解析Pod IP）selector:app: mysqlports:- port: 3306targetPort: 3306

应用 StatefulSet 和 Service：

kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml

验证数据库部署

# 查看Pod状态（Running表示正常）
kubectl get pods -n app-namespace -l app=mysql
# 查看PVC绑定状态（Bound表示成功）
kubectl get pvc -n app-namespace
# 进入Pod测试数据库连接
kubectl exec -it mysql-0 -n app-namespace -- mysql -uroot -pRoot@123456

第二步：部署后端服务（以 Java SpringBoot 为例）

后端服务为无状态服务，用Deployment部署，通过Service暴露内部访问，依赖数据库的无头 Service（mysql-service.app-namespace.svc.cluster.local）。

1. 创建后端配置（ConfigMap）

创建backend-configmap.yaml：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: backend-confignamespace: app-namespace
data:SPRING_DATASOURCE_URL: "jdbc:mysql://mysql-service.app-namespace.svc.cluster.local:3306/app_db?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai"SPRING_DATASOURCE_USERNAME: "app_user"SPRING_PROFILES_ACTIVE: "prod"  # 环境标识
2. 创建后端 Deployment 和 Service

创建backend-deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: backend-servicenamespace: app-namespace
spec:replicas: 2  # 2个副本（弹性伸缩）selector:matchLabels:app: backendtemplate:metadata:labels:app: backendspec:containers:- name: backendimage: your-registry/backend-app:v1.0  # 替换为你的后端镜像地址ports:- containerPort: 8080  # 后端服务端口（如SpringBoot默认8080）env:# 从ConfigMap读取非敏感配置- name: SPRING_DATASOURCE_URLvalueFrom:configMapKeyRef:name: backend-configkey: SPRING_DATASOURCE_URL- name: SPRING_DATASOURCE_USERNAMEvalueFrom:configMapKeyRef:name: backend-configkey: SPRING_DATASOURCE_USERNAME# 从Secret读取数据库密码（复用mysql-secret）- name: SPRING_DATASOURCE_PASSWORDvalueFrom:secretKeyRef:name: mysql-secretkey: mysql-user-password# 健康检查livenessProbe:httpGet:path: /actuator/health  # SpringBoot健康检查端点（需开启actuator）port: 8080initialDelaySeconds: 60periodSeconds: 10readinessProbe:httpGet:path: /actuator/healthport: 8080initialDelaySeconds: 30periodSeconds: 5resources:limits:cpu: "1"memory: "1Gi"requests:cpu: "500m"memory: "512Mi"
---
# 后端Service（ClusterIP类型，仅集群内部访问）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: backend-servicenamespace: app-namespace
spec:type: ClusterIPselector:app: backendports:- port: 8080targetPort: 8080

应用配置和部署：

bash

kubectl apply -f backend-configmap.yaml -f backend-deployment.yaml

验证后端部署：

bash

# 查看Pod状态
kubectl get pods -n app-namespace -l app=backend
# 测试后端服务（集群内部访问）
kubectl exec -it <任意前端Pod名称> -n app-namespace -- curl http://backend-service:8080/actuator/health

第三步：部署前端页面服务（以 Vue/React 静态资源为例）

前端为静态资源，通常用 Nginx 镜像打包（将静态文件放入 Nginx 的/usr/share/nginx/html目录），通过Ingress暴露外网访问，并配置反向代理指向后端 Service。

1. 前端镜像打包（关键步骤）

需先将前端代码打包为 Docker 镜像，示例Dockerfile：

# 构建阶段（用Node镜像打包静态资源）
FROM node:16-alpine as build
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
RUN npm run build  # 打包静态资源到dist目录# 运行阶段（用Nginx镜像部署）
FROM nginx:alpine
# 复制打包后的静态资源到Nginx
COPY --from=build /app/dist /usr/share/nginx/html
# 替换Nginx配置（配置反向代理到后端）
COPY nginx.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

其中nginx.conf（核心是反向代理后端服务）：

server {listen 80;server_name localhost;root /usr/share/nginx/html;index index.html;# 前端路由刷新404问题（SPA应用必备）location / {try_files $uri $uri/ /index.html;}# 反向代理后端接口（前端请求/api/*转发到后端Service）location /api/ {proxy_pass http://backend-service.app-namespace.svc.cluster.local:8080/;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;}
}

构建并推送镜像：

bash

docker build -t your-registry/frontend-app:v1.0 .
docker push your-registry/frontend-app:v1.0
2. 部署前端 Deployment 和 Service

创建frontend-deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: frontend-servicenamespace: app-namespace
spec:replicas: 2  # 2个副本（高可用）selector:matchLabels:app: frontendtemplate:metadata:labels:app: frontendspec:containers:- name: frontendimage: your-registry/frontend-app:v1.0  # 替换为你的前端镜像地址ports:- containerPort: 80resources:limits:cpu: "500m"memory: "512Mi"requests:cpu: "200m"memory: "256Mi"
---
# 前端Service（ClusterIP类型，供Ingress转发）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: frontend-servicenamespace: app-namespace
spec:type: ClusterIPselector:app: frontendports:- port: 80targetPort: 80

应用部署：

bash

kubectl apply -f frontend-deployment.yaml

第四步：配置 Ingress（统一入口访问）

通过 Ingress 实现外网访问前端页面，同时转发后端接口（可选，也可让前端直接通过 Ingress 访问后端）。

1. 确保 Ingress 控制器已安装

若未安装，以 Nginx Ingress 为例（K8s 1.24+）：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.10.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

验证 Ingress 控制器：

bash

kubectl get pods -n ingress-nginx -l app.kubernetes.io/name=ingress-nginx
2. 创建 Ingress 资源

创建app-ingress.yaml：

yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: app-ingressnamespace: app-namespaceannotations:# Nginx Ingress注解（可选，如开启gzip、设置缓存）nginx.ingress.kubernetes.io/gzip-enabled: "true"nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "false"  # 测试环境关闭HTTPS，生产环境开启
spec:ingressClassName: nginx  # 关联Ingress控制器（必须，kubectl get ingressclass查看）rules:# 前端页面访问规则（如通过app.example.com访问）- host: app.example.com  # 替换为你的域名（本地测试可修改/etc/hosts绑定Ingress控制器IP）http:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: frontend-serviceport:number: 80# 后端接口访问规则（可选，如通过api.example.com访问）- host: api.example.comhttp:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: backend-serviceport:number: 8080

应用 Ingress：

bash

kubectl apply -f app-ingress.yaml

验证 Ingress：

bash

kubectl get ingress -n app-namespace
# 查看Ingress地址（ADDRESS列，即Ingress控制器的IP）
3. 访问测试
  • 本地测试：修改/etc/hosts（Linux/Mac）或C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts（Windows），添加：

    plaintext

    <Ingress控制器IP>  app.example.com  api.example.com
  • 浏览器访问http://app.example.com：看到前端页面，且接口请求（/api/*）能正常转发到后端，连接数据库返回数据。

三、核心注意事项

1. 数据持久化

  • 数据库必须用StatefulSet + PVC，避免 Pod 重建导致数据丢失；
  • 生产环境建议使用分布式存储（如 GlusterFS、Ceph）或云厂商存储（如 AWS EBS、阿里云 OSS），确保高可用。

2. 网络访问

  • 内部服务通信优先使用Service名称.命名空间.svc.cluster.local（K8s 内部 DNS 解析），避免硬编码 Pod IP；
  • Ingress 仅暴露必要端口（80/443），生产环境需配置 HTTPS（添加tls字段，引用 Secret 存储证书）。

3. 配置与敏感信息

  • 非敏感配置（如数据库地址、环境变量）用ConfigMap，敏感信息（密码、密钥）用Secret；
  • 生产环境建议使用SealedSecret或云厂商密钥管理服务（如 AWS KMS），避免 Secret 明文泄露。

4. 高可用与弹性伸缩

  • 后端、前端服务为无状态，可通过kubectl scale deployment <名称> --replicas=3扩展副本数；
  • 数据库单实例风险高，生产环境可部署 MySQL 集群（如主从复制）或使用云数据库（RDS），K8s 仅部署应用层。

5. 监控与日志

  • 部署 Prometheus + Grafana 监控 Pod、Service 状态（CPU / 内存 / 网络）；
  • 部署 ELK Stack（Elasticsearch + Logstash + Kibana）收集 Pod 日志，便于问题排查。

四、常用运维命令

bash

# 查看命名空间下所有资源
kubectl get all -n app-namespace# 查看Pod日志（后端为例）
kubectl logs -f <backend-pod-name> -n app-namespace# 进入Pod调试
kubectl exec -it <pod-name> -n app-namespace -- /bin/bash# 重启Deployment（更新配置后）
kubectl rollout restart deployment backend-service -n app-namespace# 查看PVC使用情况
kubectl describe pvc mysql-pvc -n app-namespace

http://www.dtcms.com/a/601963.html

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