背景
據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球28%的網(wǎng)站都運(yùn)行在WordPress上，這是一個(gè)驚人的數(shù)字，以此計(jì)算的話，大約有7500萬個(gè)站點(diǎn)。WordPress是14年前出現(xiàn)的，在此期間，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量從6億已增加到了37億。WordPress擁有兩個(gè)狀態(tài)的組件: MySQL數(shù)據(jù)庫；及文件系統(tǒng)目錄（用來保存上傳的媒體文件和插件）。
WordPress發(fā)布之初，最常見的部署策略在服務(wù)器上安裝WordPress PHP應(yīng)用程序，MySQL數(shù)據(jù)庫以及文件存儲(chǔ)目錄。我們希望能夠進(jìn)行備份，但事實(shí)上，我們并不需要考慮“存儲(chǔ)”問題，因?yàn)槭聦?shí)上已經(jīng)超出了本地磁盤容量。
在這14年時(shí)間里，以及包括新增的31億用戶，我們都明白現(xiàn)如今的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境與WordPress發(fā)布時(shí)完全不一樣。在這7500萬個(gè)WordPress網(wǎng)站中，總有一部分網(wǎng)站的流量大的驚人，所以單個(gè)服務(wù)器上的流量訪問對于開發(fā)者來說是一大頭疼的事。
不得不說，總有那么一群人一直在研發(fā)很棒的工具來幫助解決這些問題。本文講述其中的兩個(gè)：
lKubernetes
lPortworx
Kubernetes允許WordPress和MySQL容器在許多計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。這意味著可以橫向擴(kuò)展，同時(shí)有足夠的能力來應(yīng)對快速增長的用戶群。
Portworx則提供了一個(gè)“數(shù)據(jù)管理層”，這表示能在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上安全地運(yùn)行MySQL服務(wù)器，不用擔(dān)心節(jié)點(diǎn)是否中斷。其block layer復(fù)制意味著數(shù)據(jù)已存在另一臺(tái)機(jī)器上，這樣便大大減少了故障時(shí)轉(zhuǎn)移的時(shí)間。
Portworx同時(shí)還提供“共享卷”，這是WordPress的一大利器?！肮蚕砭怼笔筗ordPress在文件夾中上傳文件時(shí)擁有“多作者”。，這意味著可以橫向擴(kuò)展WordPress PHP容器，而不用擔(dān)心在集群中的多個(gè)磁盤上分割上傳。
將 Portworx的這兩個(gè)功能與Kubernetes集群相結(jié)合，我們得到WordPress實(shí)例，它具備以下能力：
l在block層自動(dòng)復(fù)制MySQL數(shù)據(jù)
l橫向擴(kuò)展WordPress PHP容器，并對文件上傳目錄使用“多作者”語義
l節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)修復(fù)
然而，以上所有這些都使用單個(gè)數(shù)據(jù)管理層！
WordPress架構(gòu)
首先，我們來看看沒有Kubernetes或Portworx的WordPress的單個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝是如何運(yùn)行的：
可以看到，PHP應(yīng)用的服務(wù)器會(huì)處理HTTP請求，處理包含讀、寫、上傳文件及查詢后臺(tái)MySQL數(shù)據(jù)庫。
文件上傳
在單個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置中，文件上傳目錄和MySQL數(shù)據(jù)目錄都是本地磁盤上的文件夾，一個(gè)塊設(shè)備上有一個(gè)文件系統(tǒng)。如果要擴(kuò)展WordPress容器，就要在它前面用代理來平衡流量。這樣設(shè)置的問題是，文件的上傳是跨多個(gè)服務(wù)器分離的。
來看看在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行WordPress手動(dòng)安裝的2節(jié)點(diǎn)集群：
你可以看到，文件上傳的整個(gè)卷現(xiàn)在跨多個(gè)磁盤分離。WordPress對這個(gè)并沒有一個(gè)原生的理解，所以用戶能用這個(gè)設(shè)置來查看定期丟失的文件。
理想情況下，我們需要共享的文件系統(tǒng)；無論從哪里讀取或?qū)懭胧裁矗只蚴谴鎯?chǔ)，對于每個(gè)WordPress容器來說都是一樣的。
MySQL數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)有一個(gè)不同的問題：我們需要確保數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)是安全的。第一步是確保在另一臺(tái)電腦上有一個(gè)數(shù)據(jù)副本，以便在出現(xiàn)故障時(shí)能重新構(gòu)建服務(wù)器。
MySQL服務(wù)器失敗的設(shè)置：
我們通過在另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上自動(dòng)更新數(shù)據(jù)副本來降低節(jié)點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。然而，這意味著我們必須以某種方式來進(jìn)行故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移，這樣做對用戶并不友好。此時(shí)，我們可以使用MySQL主從設(shè)置，但這并不是最快的轉(zhuǎn)移方式，而且當(dāng)我們重新同步新舊之間的更改時(shí)，性能可能會(huì)受到影響。
上面提到的文件上傳卷也因?yàn)橥瑯拥脑蛐枰撤N類型的復(fù)制（比如，磁盤中斷）。
Kubernetes
使用Kubernetes，可以解決故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移的問題。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)死機(jī)，它將自動(dòng)將MySQL容器重新安排到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
但我們也需要數(shù)據(jù)，所以這個(gè)解決方案還不夠完整。如果在AWS上，可以用EBS作為解決方案（Kubernetes也有一個(gè)EBS插件），但這會(huì)導(dǎo)致諸如如EBS 卷卡住的問題。
同樣，當(dāng)橫向擴(kuò)展WordPress PHP容器時(shí)，問題并不是由Kubernetes單獨(dú)解決，而是一個(gè)容器管理層。可用NFS 卷，但這增加了一定的復(fù)雜性，因?yàn)槲覀冋跒轫?xiàng)目使用多個(gè)存儲(chǔ)后端。
我們需要一個(gè)數(shù)據(jù)管理層提供以下功能：
l用于故障轉(zhuǎn)移的塊層復(fù)制
l用于橫向擴(kuò)展的“多作者”語義
這個(gè)解決方案需要原生的Kubernetes集成，一起來具體看看吧。
在kubernetes上的Portworx
Portworx是這個(gè)例子的完美解決方案，因?yàn)樗峁┝藘煞N類型的存儲(chǔ)（復(fù)制和多作者），同時(shí)，還具備原生的Kubernetes集成。
以下方式解決了我們的用例：
l運(yùn)行MySQL的節(jié)點(diǎn)可能會(huì)死，Kubernetes將使用副本數(shù)據(jù)集重新安排一個(gè)新的MySQL pod到節(jié)點(diǎn) (使用HyperConvergence)。
l橫向擴(kuò)展的WordPress PHP容器都具有單個(gè)文件上傳磁盤的相同視圖（即“多作者”）
l文件上傳卷及多作者也會(huì)復(fù)制，以防止任何節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障
文件上傳
因?yàn)镻ortworx可以創(chuàng)建使用“多作者”語義的“共享”卷，我們可以為多個(gè)WordPress容器使用相同的Portworx 卷。
由于Portworx知道文件所處在實(shí)際節(jié)點(diǎn)，并能可視化地代理將該文件加載到節(jié)點(diǎn)上的請求，所以寫入的每個(gè)文件都可用于其他卷。這在塊層發(fā)生，因此，任何可寫入文件系統(tǒng)的都不知道卷的大小，實(shí)際上，共享的數(shù)據(jù)并不是本地的數(shù)據(jù)。
通過下圖可以看到這一點(diǎn)：
此外，共享卷可以被復(fù)制（以防節(jié)點(diǎn)故障），它為我們提供了一個(gè)解決方案，能解決文件被寫入到多個(gè)主機(jī)的問題。
MySQL數(shù)據(jù)
這是節(jié)點(diǎn)故障前的集群。注意Portworx是如何進(jìn)行MySQL卷的塊層復(fù)制的。
然后，如果節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，Kubernetes將把這個(gè)pod重新安排到Node B，在那里，MySQL副本準(zhǔn)備就緒并等待開始。這樣就減少了故障轉(zhuǎn)移的時(shí)間，通過將容器和數(shù)據(jù)遷移到新主機(jī)來自動(dòng)處理故障。
MySQL主從
為了簡單起見，我們使用單個(gè)MySQL pod。在生產(chǎn)中，將使用StatefulSet，因?yàn)樗试SMySQL在主/從配置中運(yùn)行。
當(dāng)然，Portworx 能很好地與StatefulSets 進(jìn)行集成，在其應(yīng)用層復(fù)制之下MySQL能利用塊層更快復(fù)制。
額外功能
此外，Portworx不僅僅是一個(gè)存儲(chǔ)連接器，也是一個(gè)數(shù)據(jù)管理層，以下有用的特性都是免費(fèi)的:
l能安全地進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)集的快照，而不會(huì)停機(jī)（這一點(diǎn)對于CI非常有用）
l將底層塊設(shè)備池存儲(chǔ)到一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，以此來將存儲(chǔ)從計(jì)算中分離出來
l用于加密數(shù)據(jù)的各種選項(xiàng)
l自動(dòng)將備份的快照發(fā)送到各種云存儲(chǔ)提供商
l為各種物理后端存儲(chǔ)設(shè)備提供統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理層
舉例
下面是使用kops工具在AWS的Kubernetes上運(yùn)行的安裝程序的簡短介紹。
創(chuàng)建集群
首先使用kops AWS在AWS上創(chuàng)建一個(gè)Kubernetes集群。
安裝etcd
安裝一個(gè)etcd服務(wù)器（Portworx將使用它來保持集群協(xié)調(diào)）。使用CoreOS etcd來安裝etcd。
模板卷
然后，創(chuàng)建一個(gè)模板卷?！?kops’使用AWS的Auto Scaling Groups，Portworx與之能很好地集成在一起。
Portworx Deamonset
這一步，我們將Portworx作為Deamonset運(yùn)行，這表示一個(gè)Portworx容器將在集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。
創(chuàng)建卷
安裝好了Portworx，我們可以在集群中的任何節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行SSH，使用'pxctl' cli并創(chuàng)建卷。
為MySQL數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)復(fù)制卷：
上面的卷名稱為“mysql-disk”，大小為“5GB”，格式為“ext4”，在集群中有2個(gè)副本（故障轉(zhuǎn)移時(shí)我們需要復(fù)制）。
然后為WordPress PHP容器創(chuàng)建“multi-writer”磁盤。它將有和MySQL磁盤相同的屬性，并帶有額外的共享標(biāo)志。它允許卷連接到多個(gè)容器，這便是我們需要的橫向擴(kuò)展WordPress容器：
卷通過`pxctl`的`list`命令創(chuàng)建：
啟動(dòng)MySQL
有一個(gè)磁盤ID，用它來運(yùn)行MySQL pod：
以下是YAML的內(nèi)容，使用`envsubst`來替換新創(chuàng)建的磁盤的ID：
啟動(dòng)WordPress
最后運(yùn)行WordPress PHP pod：
與MySQL pod一樣，用`envsubst`替換新創(chuàng)建的磁盤的ID：
發(fā)散
注意我們是如何在Kubernetes“部署”中實(shí)際部署WordPress和MySQL的。這就表示我們可以輕松地縮放每個(gè)部署運(yùn)行的容器數(shù)量。
單純地增加MySQL部署的規(guī)模是沒有意義的。如前所述，我們將為其使用狀態(tài)設(shè)置和主/從概念。
但我們可使用“kubectl規(guī)模部署”來增加WordPress容器的數(shù)量，因?yàn)樗鼈冋谑褂肞ortworx的“共享”卷。
以下是將WordPress容器增加到10個(gè)的命令行：
總結(jié)
本文展示了如何在AWS Kubernetes集群上安裝和操作WordPress和Portworx。如其他文章所示的一樣，使用Portworx還有許多優(yōu)點(diǎn)，如EBS 卷被卡在附加狀態(tài)時(shí)。
一起使用Kops和Portworx的另一個(gè)好處是能與AWS的Auto Scaling Groups集成。這預(yù)示著Portworx能管理底層EBS池，并且能在升級/縮小/升級操作之后重用以前的EBS卷。
譯者簡介
Ghostcloud（中文名：精靈云）坐落于成都天府軟件園，是成都高新區(qū)重點(diǎn)扶持企業(yè)，國內(nèi)首批從事容器虛擬化研發(fā)的企業(yè)，是西南地區(qū)唯一一家基于Docker的云計(jì)算服務(wù)商，為企業(yè)級行業(yè)客戶提供針對互聯(lián)網(wǎng)化、私有云管理平臺(tái)、大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)的平臺(tái)服務(wù)。
Ghostcloud因容器技術(shù)而生，以最新容器技術(shù)Docker為基礎(chǔ)，為適應(yīng)不同行業(yè)客戶需求，全自主研發(fā)了一套調(diào)度引擎框架Newben，且全方位適配Kubernetes主流開源調(diào)度引擎，也是國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)雙調(diào)度引擎的企業(yè)，是一流的企業(yè)級容器云服務(wù)專家。Ghostcloud推出了企業(yè)級容器云PaaS／CaaS平臺(tái)，命名為EcOS（EnterpriseContainer Operation System）。Ghostcloud將EcOS平臺(tái)與微服務(wù)／DevOps相融合，運(yùn)用至企業(yè)IT系統(tǒng)的全生命周期的開發(fā)、測試、運(yùn)維及發(fā)布流程中，致力于為多個(gè)領(lǐng)域企業(yè)向“互聯(lián)網(wǎng)+”轉(zhuǎn)型提供針對互聯(lián)網(wǎng)化、私有云管理平臺(tái)、大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)的平臺(tái)服務(wù)，幫助企業(yè)級客戶降低成本、提升效率、簡化運(yùn)維及產(chǎn)品部署，并提升系統(tǒng)的可靠性和安全性。
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