【Kubernetes】部署数据库MySQL应用

Kubernetes部署MySQL

在部署MySQL前，先解释一下Deployment和StatefulSet差异
Deployment vs StatefulSet

Deployment
Deployment 主要用于部署无状态应用（Stateless Application）。它管理 Pod 的副本集，并支持滚动更新、回滚等功能。
特点：

• 无状态：Deployment 管理的 Pod 是完全相同的、可替代的。任何一个 Pod 都可以被另一个 Pod 替换，不会影响应用的整体功能。
  
  
• 随机命名和身份：Pod 的名称是随机的（例如：my-app-5d89b4f6d-xxxxx），没有固定的顺序。
  
  
• 共享存储：多个 Pod 可以共享同一个持久化存储（例如：同一个 PVC），但通常每个 Pod 不需要独立的存储。
  
  
• 服务发现和负载均衡：通过 Service 访问时，流量会被随机分配到任意一个 Pod。
  
  
• 扩缩容：可以轻松地增加或减少副本数，新 Pod 会替代旧 Pod，没有顺序要求。
  
  
• 使用场景：
  
  
  
  • Web 服务器（如 Nginx、Apache）
    
    
  • 无状态 API 服务
    
    
  • 任何不需要保存状态或状态存储在外部（如数据库、Redis）的应用
    
    
    
  

StatefulSet
StatefulSet 用于部署有状态应用（Stateful Application），每个 Pod 有唯一的、稳定的身份标识。
特点：

• 有状态：每个 Pod 有独立的、稳定的网络标识和存储。
  
  
• 有序部署和扩展：
  
  
  
  • 当部署多个 Pod 时，它们会按顺序创建（从 0 到 N-1），并且会等待前一个 Pod 准备就绪后才会创建下一个。
    
    
  • 缩容时，顺序相反（从 N-1 到 0）。
    
    
    
  
• 稳定的网络标识：
  
  
  
  • 每个 Pod 都有一个稳定的主机名，格式为：-。
    
    
  • 例如：一个名为 web 的 StatefulSet 有三个副本，Pod 名称分别为 web-0、web-1、web-2。
    
    
  • 每个 Pod 拥有一个稳定的 DNS 名称：...svc.cluster.local。
    
    
    
  
• 独立的存储：
  
  
  
  • 每个 Pod 可以拥有独立的持久化存储（通过 VolumeClaimTemplate 为每个 Pod 创建独立的 PVC）。
    
    
  • 当 Pod 被重新调度时，会挂载相同的存储，从而保持状态。
    
    
    
  
• 使用场景：
  
  
  
  • 数据库（如 MySQL、PostgreSQL 集群）
    
    
  • 分布式系统（如 Zookeeper、Etcd、Kafka）
    
    
  • 任何需要持久化数据且每个实例有独立状态的应用
    
    
    
  

核心差异总结
  特性 Deployment StatefulSet     适用场景 无状态应用 有状态应用   Pod身份 可互换、匿名 唯一、有序、稳定   网络标识 随机名称，不稳定 固定名称，有序（web-0,   存储 共享存储，Pod间无区别 独立存储，每个Pod专用   部署策略 滚动更新，可并行 顺序部署/删除（0→1→2）   服务发现 通过Service负载均衡 通过Headless  部署MySQL

1. 创建命名空间

mysql-namespace.yaml

1. apiVersion: v1
2. kind: Namespace
3. metadata:
4.   name: mysql

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2. 创建本地存储PV和StorageClass

mysql-storage.yaml

1. apiVersion: storage.k8s.io/v1
2. kind: StorageClass
3. metadata:
4.   name: local-storage
5. provisioner: kubernetes.io/no-provisioner
6. volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
7. ---
8. apiVersion: v1
9. kind: PersistentVolume
10. metadata:
11.   name: mysql-local-pv
12.   labels:
13.     type: local
14. spec:
15.   capacity:
16.     storage: 10Gi
17.   accessModes:
18.     - ReadWriteOnce
19.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
20.   storageClassName: local-storage
21.   local:
22.     path: /data/mysql  # 节点上的本地目录
23.   nodeAffinity:
24.     required:
25.       nodeSelectorTerms:
26.       - matchExpressions:
27.         - key: kubernetes.io/hostname
28.           operator: In
29.           values:
30.           - colima  # 替换为实际节点名称

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3. 创建MySQL配置ConfigMap

mysql-configmap.yaml

1. apiVersion: v1
2. kind: ConfigMap
3. metadata:
4.   name: mysql-config
5.   namespace: mysql
6. data:
7.   custom.cnf: |
8.     [mysqld]
9.     default_authentication_plugin=mysql_native_password
10.     skip-name-resolve
11.     explicit_defaults_for_timestamp
12.     max_connections=1000
13.     innodb_buffer_pool_size=256M
14.     innodb_log_file_size=128M
15.     character-set-server=utf8mb4
16.     collation-server=utf8mb4_unicode_ci

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4. 创建MySQL密码Secret

mysql-secret.yaml

1. apiVersion: v1
2. kind: Secret
3. metadata:
4.   name: mysql-secret
5.   namespace: mysql
6. type: Opaque
7. data:
8.   root-password: cm9vdDEyMyE=  # echo -n 'root123!' | base64
9.   user-password: YXBwdXNlcjEyMyE=  # echo -n 'appuser123!' | base64

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5. 创建MySQL StatefulSet

mysql-statefulset.yaml

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: StatefulSet
3. metadata:
4.   name: mysql
5.   namespace: mysql
6. spec:
7.   serviceName: mysql
8.   replicas: 1
9.   selector:
10.     matchLabels:
11.       app: mysql
12.   template:
13.     metadata:
14.       labels:
15.         app: mysql
16.     spec:
17.       containers:
18.       - name: mysql
19.         image: mysql:8.0
20.         env:
21.         - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
22.           valueFrom:
23.             secretKeyRef:
24.               name: mysql-secret
25.               key: root-password
26.         - name: MYSQL_DATABASE
27.           value: "myapp"
28.         - name: MYSQL_USER
29.           value: "appuser"
30.         - name: MYSQL_PASSWORD
31.           valueFrom:
32.             secretKeyRef:
33.               name: mysql-secret
34.               key: user-password
35.         ports:
36.         - containerPort: 3306
37.           name: mysql
38.         volumeMounts:
39.         - name: mysql-data
40.           mountPath: /var/lib/mysql
41.         - name: mysql-config
42.           mountPath: /etc/mysql/conf.d
43.         resources:
44.           requests:
45.             memory: "512Mi"
46.             cpu: "250m"
47.           limits:
48.             memory: "1Gi"
49.             cpu: "500m"
50.         livenessProbe:
51.           exec:
52.             command:
53.             - sh
54.             - -c
55.             - "mysqladmin ping -u root -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD}"
56.           initialDelaySeconds: 30
57.           periodSeconds: 10
58.           timeoutSeconds: 5
59.         readinessProbe:
60.           exec:
61.             command:
62.             - sh
63.             - -c
64.             - "mysqladmin ping -u root -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD}"
65.           initialDelaySeconds: 5
66.           periodSeconds: 5
67.           timeoutSeconds: 1
68.       volumes:
69.       - name: mysql-config
70.         configMap:
71.           name: mysql-config
72.   volumeClaimTemplates:
73.   - metadata:
74.       name: mysql-data
75.     spec:
76.       accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
77.       storageClassName: "local-storage"
78.       resources:
79.         requests:
80.           storage: 10Gi

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6. 创建MySQL Service

mysql-service

1. apiVersion: v1
2. kind: Service
3. metadata:
4.   name: mysql
5.   namespace: mysql
6.   labels:
7.     app: mysql
8. spec:
9.   ports:
10.   - port: 3306
11.     targetPort: 3306
12.     name: mysql
13.   selector:
14.     app: mysql
15.   type: ClusterIP
16. ---
17. # 可选：创建NodePort Service用于外部访问
18. apiVersion: v1
19. kind: Service
20. metadata:
21.   name: mysql-external
22.   namespace: mysql
23. spec:
24.   type: NodePort
25.   ports:
26.   - port: 3306
27.     targetPort: 3306
28.     nodePort: 30306
29.   selector:
30.     app: mysql

复制代码

7. 部署脚本

1. kubsuclr apply -f mysql-namespace.yaml
2. kubectl apply -f mysql-storage.yaml
3. kubectl apply -f mysql-configmap.yaml
4. kubectl apply -f mysql-secret.yaml
5. kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml
6. kubectl apply -f mysql-service.yaml

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8. 测试验证

1. 查看部署情况

1. # 查看Pod状态
2. kubectl get pods -n mysql -w
4. # 检查PV/PVC状态...
5. kubectl get pv,pvc -n mysql
7. # 检查Service...
8. kubectl get svc -n mysql
10. # 进入mysql
11. kubectl exec -it -n mysql mysql-0 -- mysql -u root -p

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2. 验证插入数据重启后数据不丢失

• 创建表并保存数据
  

1. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `users` (
2. `id` INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',
3. `username` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
4. `password` CHAR(60) NOT NULL COMMENT 'Bcrypt加密密码',  -- 固定60字符长度
5. `created_at` TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
6. `updated_at` TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
7. PRIMARY KEY (`id`))
8. ENGINE=InnoDB
9. DEFAULT CHARSET=utf8mb4
10. COLLATE=utf8mb4_unicode_ci
11. COMMENT='用户信息表';
13. insert into users(username,`password`, created_at, updated_at) values('wilson', '123456', CURRENT_TIMESTAMP(), CURRENT_TIMESTAMP())
15. select * from users;

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• 重启k8s服务
  

1. # 删除mysql pod
2. kubectl delete -f mysql-statefulset.yaml
4. # 重新部署mysql statefulset
6. kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml

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• 验证数据
  

1. # 重新进入
2. kubectl exec -it -n mysql mysql-0 -- mysql -u root -p
4. use myapp;
6. select * from users;

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重要说明

• 节点选择：需要根据实际环境修改PV中的节点名称
  
  
• 目录权限：确保节点上的本地目录有正确的读写权限
  
  
• 数据持久性：本地存储的数据不会在Pod重新调度时自动迁移
  
  
• 备份策略：重要数据务必建立定期备份机制
  
  
• 资源限制：根据实际需求调整CPU和内存限制
  
  

这个配置提供了一个生产可用的单机MySQL部署方案，包含了健康检查、资源配置、数据持久化等关键功能。
引用

https://github.com/WilsonPan/java-developer
例子： https://github.com/WilsonPan/java-developer/k8s/mysql
部署Spring应用

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