Come distribuire PostgreSQL su Kubernetes

Introduzione

PostgreSQL è un sistema di database relazionale affidabile e robusto con transazioni conformi agli ACID. È progettato per gestire carichi di lavoro di tutte le dimensioni, rendendolo adatto per l'uso personale e distribuzioni su larga scala come data warehouse, server di big data o servizi Web.

La distribuzione di PostgreSQL su Kubernetes crea un'istanza PostgreSQL scalabile e portatile, sfruttando i lati positivi sia dell'RDBMS che della piattaforma di orchestrazione.

Questo articolo ti mostrerà due metodi per distribuire PostgreSQL su Kubernetes:utilizzando un grafico Helm o creando manualmente la tua configurazione.

Prerequisiti

• Un cluster Kubernetes con kubectl installato
• Timone 3 installato
• Privilegi amministrativi sul tuo sistema

Distribuisci PostgreSQL usando Helm

Helm ti offre un modo semplice e veloce per distribuire un'istanza PostgreSQL sul tuo cluster.

Passaggio 1:aggiungi il repository di Helm

1. Cerca in Artifact Hub un grafico Helm PostgreSQL che desideri utilizzare. Aggiungi il repository del grafico all'installazione locale di Helm digitando:

helm repo add [repository-name] [repository-address]

Questo articolo utilizza il grafico Bitnami Helm per l'installazione di PostgreSQL.

2. Dopo aver aggiunto il repository, aggiorna i tuoi repository locali.

helm repo update

Il sistema conferma l'avvenuto aggiornamento.

Passaggio 2:crea e applica un volume di archiviazione persistente

I dati nel tuo database Postgres devono persistere durante i riavvii del pod.

1. Per ottenere ciò, crea una risorsa PersistentVolume in un file YAML, utilizzando un editor di testo come nano.

nano postgres-pv.yaml

Il contenuto del file definisce:

• La risorsa stessa.
• La classe di archiviazione.
• La quantità di spazio di archiviazione allocato.
• Le modalità di accesso.
• Il percorso di montaggio sul sistema host.

Questo esempio utilizza la configurazione seguente:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: postgresql-pv
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/mnt/data"

2. Salvare il file ed uscire. Quindi applica la configurazione con kubectl :

kubectl apply -f postgres-pv.yaml

Il sistema conferma la creazione del volume persistente.

Fase 3:crea e applica la richiesta di volume persistente

1. Crea un Persistent Volume Claim (PVC) per richiedere lo spazio di archiviazione allocato nel passaggio precedente.

nano postgres-pvc.yaml

L'esempio utilizza la configurazione seguente:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgresql-pv-claim
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

2. Salvare il file ed uscire. Applica la configurazione con kubectl :

kubectl apply -f postgres-pvc.yaml

Il sistema conferma la corretta creazione della PVC.

3. Usa kubectl get per verificare se la PVC è collegata correttamente al fotovoltaico:

kubectl get pvc

La colonna dello stato mostra che il reclamo è Bound .

Fase 4:installa il grafico del timone

Installa la tabella timone con helm install comando. Aggiungi --set flag al comando per collegare l'installazione alla PVC che hai creato e abilitare i permessi del volume:

helm install [release-name] [repo-name] --set persistence.existingClaim=[pvc-name] --set volumePermissions.enabled=true

Il sistema visualizza un rapporto al termine dell'installazione.

Fase 5:connettiti al client PostgreSQL

1. Esporta il POSTGRES_PASSWORD variabile di ambiente per poter accedere all'istanza PostgreSQL:

export POSTGRES_PASSWORD=$(kubectl get secret --namespace default psql-test-postgresql -o jsonpath="{.data.postgresql-password}" | base64 --decode)

2. Apri un'altra finestra del terminale e digita il seguente comando per inoltrare la porta Postgres:

kubectl port-forward --namespace default svc/psql-test-postgresql 5432:5432

Il sistema inizia a gestire la connessione alla porta.

3. Ridurre a icona la finestra di port forwarding e tornare a quella precedente. Digita il comando per connetterti a psql, un client PostgreSQL:

PGPASSWORD="$POSTGRES_PASSWORD" psql --host 127.0.0.1 -U postgres -d postgres -p 5432

Il psql viene visualizzato il prompt dei comandi e PostgreSQL è pronto a ricevere il tuo input.

Distribuisci PostgreSQL creando la configurazione da zero

La configurazione manuale di Postgres su Kubernetes ti consente di ottimizzare la configurazione della distribuzione.

Fase 1:crea e applica ConfigMap

La risorsa ConfigMap contiene i dati utilizzati durante il processo di distribuzione.

1. Crea un file YAML ConfigMap in un editor di testo.

nano postgres-configmap.yaml

2. La parte più importante del file è la sezione dei dati, dove fornisci un nome per il database , il nome utente e la password per accedere all'istanza PostgreSQL.

L'esempio utilizza i seguenti parametri nel file ConfigMap.

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: postgres-config
  labels:
    app: postgres
data:
  POSTGRES_DB: postgresdb
  POSTGRES_USER: admin
  POSTGRES_PASSWORD: test123

3. Salvare il file ed uscire. Quindi applica la risorsa con kubectl :

kubectl apply -f postgres-configmap.yaml

Il sistema conferma la corretta creazione del file di configurazione.

Fase 2:crea e applica il volume di archiviazione persistente e la richiesta di volume persistente

1. Crea un file YAML per la configurazione dell'archiviazione.

nano postgres-storage.yaml

2. Il metodo di distribuzione del grafico Helm utilizzava due file separati per il volume persistente e la richiesta di volume persistente, ma puoi anche inserire entrambe le configurazioni in un unico file, come nell'esempio seguente.

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

3. Salvare il file ed uscire. Applica le risorse con kubectl :

kubectl apply -f postgres-storage.yaml

Il sistema conferma la riuscita creazione sia del fotovoltaico che del PVC.

4. Verificare che la PVC sia collegata al PV con il seguente comando:

kubectl get pvc

Lo stato della PVC è Bound e la PVC è pronta per essere utilizzata nella distribuzione di PostgreSQL.

Passaggio 3:crea e applica la distribuzione PostgreSQL

1. Crea un file YAML di distribuzione.

nano postgres-deployment.yaml

2. Il file di distribuzione contiene la configurazione della distribuzione di PostgreSQL e fornisce le specifiche per i contenitori ei volumi:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: postgres
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  template:
    metadata:
      labels:
        app: postgres
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres:10.1
          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

3. Salvare il file ed uscire. Applica la distribuzione con kubectl :

kubectl apply -f postgres-deployment.yaml

Il sistema conferma la corretta creazione della distribuzione.

Fase 4:crea e applica il servizio PostgreSQL

1. Infine, crea il file YAML per configurare il servizio PostgreSQL.

nano postgres-service.yaml

2. Specificare il tipo di servizio e le porte. L'esempio utilizza la configurazione seguente:

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

3. Salvare il file ed uscire. Applica la configurazione con kubectl :

kubectl apply -f postgres-service.yaml

Il sistema conferma la corretta creazione del servizio.

4. Utilizzare il comando seguente per elencare tutte le risorse sul sistema.

kubectl get all

Il pod e la distribuzione mostrano 1/1 stato pronto. Il numero desiderato di set di repliche riflette ciò che è configurato nel file YAML di distribuzione.

Fase 5:connettiti a PostgreSQL

1. Quando tutte le risorse sono pronte, usa kubectl exec per accedere all'istanza PostgreSQL.

kubectl exec -it [pod-name] --  psql -h localhost -U admin --password -p [port] postgresdb

2. Il sistema richiede la password. Digita la password definita nel passaggio 1 e premi Invio . Il psql viene visualizzato il prompt dei comandi.

Il database è ora pronto per ricevere l'input dell'utente.