在 Kubernetes 部署 PostgreSQL-單機

Kubernetes是一個開源容器編排系統，用于自動化容器化應用程序的部署，擴展和管理。 在 Kubernetes 上運行 PostgreSQL 數據庫是目前經常會討論到主題，因為 Kubernetes 提供了使用持久卷，有狀態集等來配置有狀態容器的方法。

本文旨在提供在 Kubernetes 集群上運行 PostgreSQL 數據庫的步驟。

準備工作

• 一個 Kubernetes 集群
• 理解 Docker 的基礎知識

你可以在任何公共云提供商（例如：AWS，Azure，Google云 或是 DigitalOcean 等）上配置Kubernetes集群。

要在 Kubernetes 上部署 PostgreSQL，我們需要執行以下步驟：

• Postgres Docker 鏡像
• 用于存儲 Postgres 配置的 ConfigMap
• 持久化卷 Persistent Volume
• PostgreSQL 的 k8s Deployment
• PostgreSQL 的 k8s Service

PostgreSQL Docker 鏡像

我們使用官方倉庫中的 PostgreSQL 11.7 Docker 鏡像。 該映像將提供提供PostgreSQL 自定義配置/環境變量的功能，例如：用戶名，密碼，數據庫名稱和路徑等。

配置 PostgreSQL 的 ConfigMap

我們將使用 ConfigMap 來存儲 PostgreSQL 相關信息。 在這里，我們在配置映射中使用數據庫，用戶和密碼，部署模板中的PostgreSQL pod將使用該數據庫，用戶和密碼。

postgres-configmap.yaml:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: postgres-config
  labels:
    app: postgres
  namespace: dev
data:
  POSTGRES_DB: postgresdb
  POSTGRES_USER: postgresadmin
  POSTGRES_PASSWORD: admin12345

創建 Postgres ConfigMap 資源

$ kubectl create -f postgres-configmap.yaml 
configmap "postgres-config" created

持久化卷 Persistent Storage Volume

眾所周知 Docker 容器本質上是臨時的。 容器實例終止后，由容器或容器中生成的所有數據都將丟失。

為了保存數據，我們將在 Kubernetes 中使用 Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim 資源將數據存儲在持久存儲中。

在這里，我們使用本地目錄/路徑作為永久存儲資源（/mnt/data）

kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:
  name: postgres-pv-volume
  labels:
    type: local
    app: postgres
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  hostPath:
    path: "/mnt/data"
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: postgres-pv-claim
  labels:
    app: postgres
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

如果你在使用 DigitalOcean，那么你可能不需要 Persistent Volume，因為你的 k8s 中默認會有一個名為 do-block-storage 的 SC。

所以我們只需一個 PVC：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-pvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi
  storageClassName: do-block-storage

PostgreSQL Deployment

用于 Deployment 的 PostgreSQL 容器使用 PostgreSQL 11.7。 它使用 PostgreSQL 我們先前創建的configmap中的配置，例如：用戶名，密碼和數據庫名稱。 它還會掛載從持久卷創建的卷，并聲明使 PostgreSQL 容器的數據持久化。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: postgres-deployment
spec:
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: postgres
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres:11.7
          imagePullPolicy: "IfNotPresent"
          ports:
            - containerPort: 5432
          envFrom:
            - configMapRef:
                name: postgres-config
          volumeMounts:
            - mountPath: /var/lib/postgresql/data
              name: postgredb
      volumes:
        - name: postgredb
          persistentVolumeClaim:
            claimName: postgres-pv-claim

PostgreSQL 版本選擇

對于 Postgres 的版本選擇，一般使用最新的大版本下面一號版本的最新 minor 版本。比如，目前本有：12.2、11.7、10.12 和 9.6.17。其中 9.6 的話還有一年就會停止維護，版本 10 將在 2022 年停止維護，以此類推。所以選擇目前最高版本 12 下面一號版本 11 或者 10 將是我們的首選。參考

創建 Postgres deployment：

$ kubectl create -f postgres-deployment.yaml 
deployment "postgres" created

PostgreSQL Service

要訪問部署或容器，我們需要暴露 PostgreSQL Deployment。 Kubernetes提供了不同類型的服務，例如 ClusterIP，NodePort 和 LoadBalancer。

使用 ClusterIP，我們可以在 Kubernetes 中訪問 PostgreSQL 服務。 NodePort 可以在 Kubernetes 節點上公開服務端點。 為了從外部訪問PostgreSQL，我們則需要使用一個 Load Balancer 服務類型，該服務類型可以在外部公開。

postgres-service.yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: postgres-service
  labels:
    app: postgres
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 5432
    targetPort: 5432
    protocol: TCP
  selector:
   app: postgres

創建 Postgres Service：

$ kubectl create -f postgres-service.yaml 
service "postgres" created

查看運行結果

$ kubectl get svc postgres
NAME               TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
postgres-service   NodePort   10.245.62.239   <none>        5432:32312/TCP   6h10m

大功告成！
參考文檔：https://hanggi.me/post/kubernetes/k8s-postgresql/