掌握云容器化：云中部署容器的逐步指南

容器改变了我们部署、扩展和管理应用程序的方式，将代码和依赖项打包成标准化的单元，能够在任何环境中一致地运行。在云环境中使用容器时，容器提供：

• 可移植性，可在开发、测试和生产环境之间移植。
• 可扩展性，能够快速适应流量和需求的变化。
• 高效性，与传统虚拟机相比，减少了开销。

在本教程中，我们将详细介绍如何设置云托管的容器化应用程序，内容包括：

1. 容器基础知识以及它们为何适合云环境。
2. 设置一个基于Docker的应用程序。
3. 将容器部署到云服务提供商（以Google Cloud Platform为例）。
4. 在云端扩展和管理您的容器。

容器基础知识：容器如何融入云工作流程

容器封装了运行应用程序所需的所有库和依赖项。与每个都有自己操作系统的传统虚拟机不同，容器共享主机操作系统，使其轻量且高效。

云端为何选择容器？

• 快速启动时间意味着能更快地扩展以处理可变流量。
• 跨环境的一致性 确保代码在从开发者笔记本到生产环境时的行为一致。
• 资源效率 可以在相同基础设施上实现高密度部署。

云容器化的核心组件

• 容器引擎：管理和运行容器（例如 Docker、containerd）。
• 编排：确保应用程序的可靠性、扩展性和负载平衡（例如 Kubernetes、ECS）。
• 注册表：存储容器镜像，以便在各个环境中访问（例如 Docker Hub、GCR）。

设置 Docker 化应用

我们将从容器化一个简单的 Node.js 应用开始。

步骤 1：创建应用

1. 在项目文件夹中，初始化一个 Node.js 项目：   

mkdir cloud-container-app && cd cloud-container-app

​

npm init -y

2. 创建一个基本的服务器文件，app.js：

const express = require('express');

​

const app = express();

​

app.get('/', (req, res) => {

​

   res.send('Hello, Cloud Container!');

​

});

​

   app.listen(3000, () => {

​

      console.log('App running on port 3000');

​

    });

3. 将 Express 添加到项目中：    

npm install express

步骤 2：创建 Dockerfile

这个 Dockerfile 指定了如何将应用程序打包到 Docker 容器中。

# Use the Node.js image as a base

​

FROM node:14

​

# Set working directory

​

WORKDIR /app

​

# Copy files and install dependencies

​

COPY . .

​

RUN npm install

​

# Expose the app’s port

​

EXPOSE 3000

​

# Start the application

​

CMD ["node", "app.js"]

步骤 3：在本地构建和测试 Docker 镜像

1. 构建 Docker 镜像：   

docker build -t cloud-container-app .

2. 在本地运行容器：

 docker run -p 3000:3000 cloud-container-app

3. 在浏览器中访问 `http://localhost:3000`。您应该会看到显示 “你好，云容器！“。

将容器部署到谷歌云平台（GCP）

在这一部分，我们将把容器镜像推送到谷歌容器注册表（GCR），并部署到谷歌Kubernetes引擎（GKE）。

第1步：设置GCP项目

1. 创建一个GCP项目。转到[Google Cloud控制台]（https://console.cloud.google.com）并创建一个新项目。

2. 为您的项目启用Kubernetes引擎和容器注册表API。

第2步：将镜像推送到谷歌容器注册表

1. 为谷歌云标记Docker镜像：

docker tag cloud-container-app gcr.io/<YOUR_PROJECT_ID>/cloud-container-app

2. 将镜像推送到GCR：

docker push gcr.io/<YOUR_PROJECT_ID>/cloud-container-app

第3步：创建一个Kubernetes集群

1. 初始化一个GKE集群：

gcloud container clusters create cloud-container-cluster --num-nodes=2

2. 配置kubectl以连接到您的新集群：

gcloud container clusters get-credentials cloud-container-cluster

第4步：将容器化应用部署到GKE

1. 创建一个k8s-deployment.yaml文件来定义部署和服务：

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: cloud-container-app

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      app: cloud-container-app

    template:

      metadata:

        labels:

          app: cloud-container-app

      spec:

        containers:

          - name: cloud-container-app

            image: gcr.io/<YOUR_PROJECT_ID>/cloud-container-app

            ports:

              - containerPort: 3000

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: cloud-container-service

spec:

  type: LoadBalancer

  selector:

    app: cloud-container-app

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80

      targetPort: 3000

2. 将应用程序部署到GKE：

kubectl apply -f k8s-deployment.yaml

3. 获取外部IP以访问应用程序：

kubectl get services

在GKE中扩展和管理容器

第1步：调整部署规模

要调整副本的数量（例如，以处理更高的流量），请使用以下命令：

kubectl scale deployment cloud-container-app --replicas=5

GKE 将通过添加副本并分发负载来自动扩展应用程序。

步骤 2：监控和管理日志

1. 使用以下命令查看 Kubernetes 中特定 Pod 的日志：

kubectl logs <POD_NAME>

2. 启用 GKE 仪表板以监视 Pod 状态和资源使用情况，并可视化管理部署。

结论：利用容器进行可扩展的云部署

本教程涵盖了：

1. 使用 Docker 将 Node.js 应用程序容器化。
2. 部署到 Google Kubernetes Engine（GKE）以实现可扩展的托管。
3. 在云中有效地管理和扩展容器。

借助云中的容器，您的应用程序将获得可扩展性、可移植性和效率 — 确保它们准备好处理需求、快速适应并在各种环境中保持一致。