Kubernetes应用迁移至ACK(二) Kubernetes应用及PV数据迁移-阿里云开发者社区

本文记录使用Velero快速完成云原生应用及PV数据从自建Kubernetes迁移到ACK的实践过程。此过程也同样适用于其他云厂商Kubernetes集群内的应用及PV数据迁移至ACK。
在本示例中，我们将对自建Kubernetes集群中的一个wordpress应用整体迁移上云到ACK，其中数据备份采用阿里云OSS服务，安全稳定。

Kubernetes应用及PV数据迁移ACK概览

容器镜像迁移上云到ACR
自建Kubernetes集群中部署Velero并备份应用wordpress到OSS
ACK部署Velero并恢复应用wordpress到ACK集群
调整wordpress应用使之充分使用ACK的优势
访问和验证wordpress应用服务是否正常

Kubernetes应用及PV数据迁移

1 容器镜像迁移上云到ACR

自建Kubernetes集群通常位于用户自己的IDC中，容器镜像的存储也会使用自建镜像仓库，在Kubernetes应用迁移上云之前，首先要做的就是容器镜像迁移上云到ACR。本示例中wordpress应用涉及的容器镜像有：

registry.api.paas.com:5000/admin/wordpress:latest
registry.api.paas.com:5000/admin/mysql:8

迁移上云后为：

registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ack-migration/wordpress:latest
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ack-migration/mysql:8

如果需要大批量迁移容器镜像，请参考容器镜像迁移按步骤操作。

2 ACK及自建Kubernetes集群中部署Velero

请按照以下步骤，分别在ACK和自建Kubernetes集群中部署Velero。

2.1 安装 Velero 客户端

由于使用 velero 备份Kubernetes PV数据的功能还未正式合并到社区项目的主分支， velero的客户端请从以下链接下载并安装：

$ curl -o /usr/bin/velero https://public-bucket-1.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/velero && chmod +x /usr/bin/velero

2.2 创建OSS Bucket

velero 要求预先创建一个 OSS Bucket(此处放链接转向相关帮助文档) 来存储 Kubernetes 应用数据及其PV数据，推荐每个Kubernetes集群单独使用各自的OSS Bucket。此文档示例中的OSS Bucket为 cn-hangzhou 区域下的 ls-velero bucket。

2.3 创建RAM账号并生成AK

如果您使用主账号AK，可以跳过此步骤。创建子账号并授予以下权限(此处放链接转向相关帮助文档) ：

{
    "Version": "1",
    "Statement": [
        {
            "Action": [
                "ecs:DescribeSnapshots",
                "ecs:CreateSnapshot",
                "ecs:DeleteSnapshot",
                "ecs:DescribeDisks",
                "ecs:CreateDisk",
                "ecs:Addtags",
                "oss:PutObject",
                "oss:GetObject",
                "oss:DeleteObject",
                "oss:GetBucket",
                "oss:ListObjects"
            ],
            "Resource": [
                "*"
            ],
            "Effect": "Allow"
        }
    ]
}

最后生成AK，记录AK信息并在velero安装部署时使用。

2.4 自建Kubernetes集群部署Velero

编辑credentials-velero文件，内容为上一步骤中生成的AK信息：

ALIBABA_CLOUD_ACCESS_KEY_ID=<access_key_id>
ALIBABA_CLOUD_ACCESS_KEY_SECRET=<access_key_secret>

使用以下命令部署velero：

velero install --provider alibabacloud --image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/haoshuwei24/velero:v1.2.0 --bucket ls-velero --secret-file ./credentials-velero --use-volume-snapshots=false --backup-location-config region=cn-hangzhou --use-restic --plugins registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/acs/velero-plugin-alibabacloud:v1.2 --wait

可以查看pod的运行状态：

kubectl -n velero get po
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
restic-fqwsc              1/1     Running   0          41s
restic-kfzqt              1/1     Running   0          41s
restic-klxhc              1/1     Running   0          41s
restic-ql2kr              1/1     Running   0          41s
restic-qrsrn              1/1     Running   0          41s
restic-srjmm              1/1     Running   0          41s
velero-67b975f5cb-68nj4   1/1     Running   0          41s

3 自建Kubernetes集群中备份wordpress应用

若只需要备份wordpress应用而不备份pv数据，则使用以下命令备份：

$ velero backup create wordpress-backup-without-pv --include-namespaces wordpress
Backup request "wordpress-backup-without-pv" submitted successfully.
Run `velero backup describe wordpress-backup-without-pv` or `velero backup logs wordpress-backup-without-pv` for more details.

$ velero backup get
NAME                          STATUS      CREATED                         EXPIRES   STORAGE LOCATION   SELECTOR
wordpress-backup-without-pv   Completed   2019-12-12 14:08:24 +0800 CST   29d       default            <none>

本文着重演示带pv数据的wordpress应用备份：

# 首先需要为挂载pv数据卷的pod添加annotation， 例如wordpress应用运行了2个pod， 分别为wordpress-7cf5849f47-mbvx4 mysql-74dddbdcc8-h2tls， wordpress-7cf5849f47-mbvx4
# 挂载的volume名为mysql-persistent-storage， mysql-74dddbdcc8-h2tls挂载的volume名为wordpress-persistent-storage, 则添加annotation的命令为
$ kubectl -n wordpress annotate pod/wordpress-7cf5849f47-mbvx4 backup.velero.io/backup-volumes=wordpress-persistent-storage
pod/wordpress-7cf5849f47-mbvx4 annotated
$ kubectl -n wordpress annotate pod/mysql-74dddbdcc8-h2tls backup.velero.io/backup-volumes=mysql-persistent-storage
pod/mysql-74dddbdcc8-h2tls annotated

# 备份wordpress
$ velero backup create wordpress-backup-with-pv --include-namespaces wordpress
Backup request "wordpress-backup-with-pv" submitted successfully.
Run `velero backup describe wordpress-backup-with-pv` or `velero backup logs wordpress-backup-with-pv` for more details.
$ velero backup get
NAME                          STATUS      CREATED                         EXPIRES   STORAGE LOCATION   SELECTOR
wordpress-backup-with-pv      Completed   2019-12-12 14:23:40 +0800 CST   29d       default            <none>
wordpress-backup-without-pv   Completed   2019-12-12 14:08:24 +0800 CST   29d       default            <none>

查看OSS Bucket可以看到备份的文件。

4 恢复应用wordpress到ACK集群

4.1 创建StorageClass

wordpress应用使用nfs类型持久化数据卷，PV/PVC使用的StorageClass名称为nfs，相应的，在ACK中我们也需要创建一个相同名字的StorageClass，但StorageClass后端使用了什么存储介质我们可以根据业务需求来定义，比如本示例中我们就使用了SSD云盘块存储，而非必须使用Nas共享存储：（本示例使用ACK集群使用CSI plugin，参考https://help.aliyun.com/document_detail/134859.html）

$ cat nfs.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
   name: nfs
provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
parameters:
    type: cloud_ssd
reclaimPolicy: Retain

$ kubectl apply -f nfs.yaml
storageclass.storage.k8s.io/nfs created

4.2 恢复wordpress应用

使用velero恢复wordpress应用到ACK，完成wordpress从自建Kubernetes集群到ACK的迁移。

$ velero restore create --from-backup wordpress-backup-with-pv
$ velero restore get
NAME                                      BACKUP                     STATUS       WARNINGS   ERRORS   CREATED                         SELECTOR
wordpress-backup-with-pv-20191212152745   wordpress-backup-with-pv   InProgress   0          0        2019-12-12 15:27:45 +0800 CST   <none>

此时查看wordpress应用运行情况，可能会有镜像拉取失败的问题：

$ kubectl -n wordpress get po
NAME                         READY   STATUS         RESTARTS   AGE
mysql-669b4666cd-trsnz       0/1     ErrImagePull   0          19m
mysql-74dddbdcc8-h2tls       0/1     Init:0/1       0          19m
wordpress-7cf5849f47-mbvx4   0/1     Init:0/1       0          19m
wordpress-bb5d74d95-xcjxw    0/1     ErrImagePull   0          19m

我们需要编辑deployment把image字段替换成2.1中迁移后的镜像地址：

# edit 编辑deployment并修改image url
$ kubectl -n wordpress edit deployment mysql
$ kubectl -n wordpress edit deployment wordpress

再次查看wordpress应用运行情况：

$ kubectl -n wordpress get po
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-678b5d8499-vckfd       1/1     Running   0          100s
wordpress-8566f5f7d8-7shk6   1/1     Running   0          3m18s

测试环境重新绑定hosts后，访问置wordpress应用 http://wordpress.myk8s.paas.com:31570

4. 其他参考：wordpress示例应用的部署

wordpress示例应用分wordpress和mysql两个组件，分别绑定两个不同的nfs volume用于应用数据的持久化存储，最后通过NodePort暴露服务。部署yaml文件内容如下：

# 1. 创建nfs storageclass
$ cat nfs-sc.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs
provisioner: helm.default/nfs
reclaimPolicy: Delete
$ kubectl apply -f  nfs-sc.yaml

# 2. 创建mysql password的secret, echo -n "mysql" |base64
$ cat secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysql
type: Opaque
data:
  password: bXlzcWw=
$ kubectl apply -f secret.yaml

# 3. 创建mysql的pvc deployment service
$ cat mysql.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-volumeclaim
  annotations:
    volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs"
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      securityContext:
        runAsUser: 999
        runAsGroup: 999
        fsGroup: 999
      containers:
        - image: registry.api.paas.com:5000/admin/mysql:8
          name: mysql
          args:
            - "--default-authentication-plugin=mysql_native_password"
          env:
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: mysql
                  key: password
          ports:
            - containerPort: 3306
              name: mysql
          volumeMounts:
            - name: mysql-persistent-storage
              mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
        - name: mysql-persistent-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: mysql-volumeclaim
 $ kubectl apply -f mysql.yaml
 
 # 4. 创建wordpress的pvc deployment service
 $ cat wordpress.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: wordpress
  name: wordpress
spec:
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      protocol: TCP
      nodePort: 31570
  selector:
    app: wordpress
  type: NodePort
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: wordpress-volumeclaim
  annotations:
    volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs"
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: wordpress
  labels:
    app: wordpress
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: wordpress
  template:
    metadata:
      labels:
        app: wordpress
    spec:
      containers:
        - image: registry.api.paas.com:5000/admin/wordpress
          name: wordpress
          env:
          - name: WORDPRESS_DB_HOST
            value: mysql:3306
          - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
            valueFrom:
              secretKeyRef:
                name: mysql
                key: password
          ports:
            - containerPort: 80
              name: wordpress
          volumeMounts:
            - name: wordpress-persistent-storage
              mountPath: /var/www/html
      volumes:
        - name: wordpress-persistent-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: wordpress-volumeclaim
 $ kubectl apply -f wordpress.yaml

测试环境绑定hosts后，访问并安装配置wordpress应用 http://wordpress.myk8s.paas.com:31570

Kubernetes应用迁移至ACK(二) Kubernetes应用及PV数据迁移

Kubernetes应用及PV数据迁移ACK概览

Kubernetes应用及PV数据迁移

1 容器镜像迁移上云到ACR

2 ACK及自建Kubernetes集群中部署Velero

2.1 安装 Velero 客户端

2.2 创建OSS Bucket

2.3 创建RAM账号并生成AK

2.4 自建Kubernetes集群部署Velero

3 自建Kubernetes集群中备份wordpress应用

4 恢复应用wordpress到ACK集群

4.1 创建StorageClass

4.2 恢复wordpress应用

4. 其他参考：wordpress示例应用的部署

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