使用Kubernetes创建 Couchbase 集群

编者按：本文由Couchbase 的VP Arun Gupta 编写，展示了如何用Kubernetes 设置 Couchbase 集群。
Couchbase Server是一个开源的、分布式的文档型NoSQL数据库。它有低于毫秒级的快速键值对存储，为快速查询设计的专用索引和执行SQL语句的引擎。对于移动应用和物联网（IOT）环境，Couchbase Lite在能本地设备上运行并与Couchbase Server进行同步。

最近刚刚发布的Couchbase Server 4.5加入了许多新功能，包括对Docker的生产认证支持。Couchbase 支持Docker容器的各种编排框架，如Kubernetes，Docker Swarm 和 Mesos，详情访问这个页面（http://www.couchbase.com/cont...）。

本文将演示如何使用Kubernetes 创建 Couchbase 集群。本次将使用Kubernetes 1.3.3 ，AWS和Couchbase 4.5企业版进行测试。

像所有美好的东西一样，本篇文章站在巨人的肩膀上。这篇文章的结构是saturnism在一个周五下午确定的，配置文件则由r_schmiddy贡献。

Couchbase集群

Couchbase 服务的集群通常部署在商用服务器上。Couchbase Server 有一个对等的拓扑结构，在该拓扑结构上所有节点是平等的并能按需通信。

没有主节点，从节点，配置节点，名称节点，头节点等概念，所有节点上的软件都是相同的。它允许在不考虑他们“类型”的情况下添加或删除节点。

该模式通常能在云基础设施模型上工作的特别好。对于 kubernetes，这意味着我们可以为所有Couchbase 节点使用完全相同的容器镜像。

一个典型的Couchbase 集群创建过程如下：

● 启动Couchbase：启动n个 Couchbase 服务器

● 创建集群：选择任一服务器，并添加所有其他服务器来创建集群

● 再平衡集群：重新平衡集群，使数据跨集群分布

为了使用Kubernetes，集群创建分为“master” 和 “worker”的Replication Controller（RC）。

master RC 只有一个副本并作为一个服务(service)发布。这样提供了一个单一的入口来开始集群创建。

默认情况下服务仅在集群内可见，但我们会将该服务作为一个负载均衡器暴露出去。这使得可从集群外部访问Couchbase Web控制台。

worker RC 跟master RC使用完全相同的镜像。这将保持集群的同质化，使得伸缩集群更加自如。

配置文件请查看这里（https://github.com/arun-gupta...）。让我们从创建 Kubernetes资源开始来创建Couchbase集群。

创建Couchbase master RC ：

Couchbase master RC 可以使用以下配置文件来创建：

apiVersion: v1 
kind: ReplicationController 
metadata: 
name: couchbase-master-rc 
spec: 
replicas: 1 
selector: 
app: couchbase-master-pod 
template: 
metadata: 
  labels: 
    app: couchbase-master-pod 
spec: 
  containers: 
  - name: couchbase-master 
    image: arungupta/couchbase:k8s 
    env: 
      - name: TYPE 
        value: MASTER 
    ports: 
    - containerPort: 8091

<hr />

apiVersion: v1 
kind: Service 
metadata: 
name: couchbase-master-service 
labels: 
app: couchbase-master-service 
spec: 
ports: 
- port: 8091 
selector: 
app: couchbase-master-pod 
type: LoadBalancer

该配置文件创建一个名为 couchbase-master-rc 的Replication Controller。这个RC使用arungupta/couchbase:k8s 镜像（https://github.com/arun-gupta...）创建了1个 pod 的副本。

该 Dockerfile使用配置脚本配置基础 Couchbase Docker 镜像。首先，它使用Couchbase REST API设置存储配额，设置索引、数据和查询服务，安全凭据，并加载样本数据桶（sample data bucket）。

然后，调用Couchbase CLI命令把Couchbase 节点添加到集群或添加节点并平衡集群。这是基于以下三个环境变量：

● TYPE：定义加入的 pod是worker还是 master

● AUTO_REBALANCE：定义集群是否需要重新平衡

● COUCHBASE_MASTER： master 服务的名称
第一个配置文件中，只将TYPE环境变量设置为MASTER。

让我们创建并验证。

创建 Couchbase master RC：

列出所有服务：

输出显示，couchbase-master-service 被创建。

列出所有pod：

配置文件中指定的Pod创建成功

查看 RC：

RC中 pod 指定的数量和实际的数量相同。

查看服务：

kubectl describe svc couchbase-master-service 
Name:   couchbase-master-service 
Namespace:  default 
Labels:   app=couchbase-master-service 
Selector:  app=couchbase-master-pod 
Type:   LoadBalancer 
IP:   10.0.57.201 
LoadBalancer Ingress: a94f1f286590c11e68e100283628 
cd6c-1110696566.us-west-2.elb.amazonaws.com 
Port:   <unset> 8091/TCP 
NodePort:  <unset> 30019/TCP 
Endpoints:  10.244.2.3:8091 
Session Affinity: None 
Events: 
FirstSeen LastSeen Count From   SubobjectPath Type 
Reason   Message 
--------- -------- ----- ----   ------------- -------- ------   ------- 
2m  2m  1 {service-controller }   Normal  CreatingLoadBalancer 
Creating load balancer 
2m  2m  1 {service-controller }   Normal  CreatedLoadBalancer 
Created load balancer

记下kubectl describe命令输出中LoadBalancer Ingress 的值。通过这个地址来访问 Couchbase Web控制台。

等待3 分钟左右让负载均衡器启动。然后通过<ip>:8091访问Couchbase Web控制台，如下：

配置文件指定的用户名是Administrator，密码是password，登录后页面如下：

点击Server Nodes，查看集群中有多少Couchbase节点。正如预期的那样，当前只显示一个节点：

点击 Data Buckets，查看作为镜像一部分的示例Bucket ：

上图表明 travel-sample bucket被成功创建并有31591个 JSON文件。

创建一个Couchbase worker RC：

现在我们可以使用配置文件创建一个worker RC：



    apiVersion: v1 
    kind: ReplicationController 
    metadata: 
    name: couchbase-worker-rc 
    spec: 
    replicas: 1 
    selector: 
    app: couchbase-worker-pod 
    template: 
    metadata: 
      labels: 
        app: couchbase-worker-pod 
    spec: 
      containers: 
      - name: couchbase-worker 
        image: arungupta/couchbase:k8s 
        env: 
          - name: TYPE 
            value: "WORKER" 
          - name: COUCHBASE_MASTER 
            value: "couchbase-master-service" 
          - name: AUTO_REBALANCE 
            value: "false" 
        ports: 
        - containerPort: 8091

该 RC使用相同的arungupta/couchbase:k8s镜像创建Couchbase 的单个副本。这里的主要区别是：

● TYPE 环境变量设置为WORKER。向集群中添加了一个 worker Couchbase 节点。

● COUCHBASE_MASTER 环境变量设置为couchbase-master-service。它使用了Kubernetes 内置的服务发现机制来使 worker 和master中的pod进行通信。

● AUTO_REBALANCE 环境变量设置为false。该环境变量确保了节点只添加到集群而集群本身不重新平衡。集群的再平衡用来在集群中的节点中重新分布数据。当多个节点首次被添加时推荐使用这种方式，之后集群可以使用Web 控制台来手动进行再平衡。

让我们创建一个worker：