使用 Migrate for Anthos 从 Compute Engine 迁移到 Kubernetes Engine

1. 概览

手动重写或重新设计现有应用以使其在 Kubernetes 上运行并不总是可行或可行的。Migrate for Anthos 可帮助您对现有应用进行现代化改造，并使其在 Kubernetes 中运行。在此 Codelab 中，您将使用 Migrate for Anthos 将托管在 Compute Engine 上的现有 Web 应用迁移到 Kubernetes Engine。

学习内容

  • 如何在 Kubernetes 集群上部署 Migrate for Anthos
  • 如何从现有 Compute Engine 实例创建有状态集中的容器
  • 如何将容器部署到 Kubernetes 并使用负载平衡器进行配置

所需条件

  • 已设置结算功能的 Google Cloud 项目。如果您没有 Google 账号，则必须创建一个。

2. 准备工作

此 Codelab 可完全在 Google Cloud Platform 上运行，无需进行任何本地安装或配置。

启用 API

开始之前，请务必在 Google Cloud 项目中启用所需的 API：

创建 Compute 实例网络服务器

我们来创建一个计算实例，用于托管初始 nginx Web 服务器，并创建防火墙规则，以便我们查看该 Web 服务器的默认着陆页。我们可以通过多种方式实现此目的，但为了便于使用，我们将使用 Cloud Shell。

在 Cloud Shell 中，运行以下命令：

gcloud compute instances create webserver --zone=us-central1-a && \
gcloud compute firewall-rules create default-allow-http --allow=tcp:80

此命令的前半部分将在 us-central1-a 可用区中创建一个 Google Cloud 实例，后半部分将创建一个名为“default-allow-http”的防火墙规则，该规则将允许 HTTP 流量进入我们的网络。

成功创建实例后，系统会显示一个包含实例详细信息的表格。记下外部 IP - 我们稍后需要使用此 IP 来验证 Web 服务器是否正在运行。

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实例启动并运行后，我们可以通过 Cloud Shell 通过 SSH 连接到实例，以安装 nginx 并启动 Web 服务器：

gcloud compute ssh --zone us-central1-a webserver

登录到计算实例后，安装 nginx：

sudo apt install nginx

使用 logout 命令退出 SSH 会话

我们来验证一下 Web 服务器是否正在运行，方法是将之前实例的外部 IP 输入到浏览器中。您应该会看到默认的 nginx 欢迎界面：

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此 Web 服务器将充当我们将使用 Migrate for Anthos 迁移到 Kubernetes 的旧版 Web 应用。

3. 包含 Migrate for Anthos 的 Kubernetes 集群

接下来，我们将创建一个 GKE 集群，最终将 Compute Engine Web 服务器迁移到该集群。在 Cloud 控制台中，运行以下命令：

gcloud container clusters create my-gke-cluster \
  --zone us-central1-a \
  --cluster-version 1.13 \
  --machine-type n1-standard-4 \
  --image-type "UBUNTU" \
  --num-nodes 1 \
  --enable-stackdriver-kubernetes

此命令需要几分钟才能完成。创建集群后，您会收到一些包含其详细信息的输出：

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接下来，前往 GCP Marketplace 部署 Migrate for Anthos：

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在 Migrate for Anthos 的 Marketplace 页面上，点击“配置”，然后根据提示从列表中选择您的项目。下一页将显示一个已输入一些默认值的表单。确保所选集群是我们刚刚创建的集群，然后点击部署：

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Migrate for Anthos 现在应已部署在我们的 Kubernetes 集群上。部署完成后，您会在 Kubernetes Engine 应用页面上看到“正常”状态：

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4. 从计算实例到有状态集

我们已有一个运行 Migrate for Anthos 的 Kubernetes 集群，现在可以开始迁移流程了。为了将计算实例部署到 Kubernetes 集群，我们将关闭 Compute Engine 实例，以便能够拍摄磁盘快照。在继续操作之前，请记下实例 ID，我们稍后会用到：

gcloud compute instances describe webserver --zone us-central1-a | grep ^id

我们来关闭计算实例：

gcloud compute instances stop webserver --zone us-central1-a

现在，实例已停止，我们可以通过运行以下脚本安全地为磁盘创建快照。请务必插入您的项目 ID 和实例 ID：

python3 /google/migrate/anthos/gce-to-gke/clone_vm_disks.py \
  -p <project-id>   -i <instance-id> \
  -z us-central1-a \
  -T us-central1-a \
  -A webserver-statefulset \
  -o containerized-webserver.yaml

使用这些标志后，clone_vm_disks.py 将：

  • 验证 GCE 实例是否已关闭
  • 从实例的每个磁盘创建快照
  • 根据每个快照创建新磁盘
  • 删除其创建的快照
  • 在当前工作目录中生成一个 YAML 文件，用于部署将托管 Web 服务器的有状态集

生成的 YAML 文件将在我们的 Kubernetes 集群中预配一个有状态集，以及将复制的磁盘装载到 Web 服务器容器所需的永久性卷声明。我们可以使用 kubectl 应用这些更改：

kubectl apply -f containerized-webserver.yaml

在“工作负载”页面上检查 webserver-statefulset 的状态：

运行 kubectl apply 后，状态显示“Pod 处于待处理状态”几分钟是正常现象。当状态显示为“正常”时，继续操作。

5. 向负载平衡器公开集群

此时，我们的 Kubernetes 集群应该正在以有状态集的形式运行 Web 服务器，但我们还需要将其容器公开给负载平衡器，以便通过外部 IP 地址访问我们的 Web 服务器。在 Cloud Shell 中，创建一个名为 loadbalancer.yaml 的新文件，其中包含以下内容：

loadbalancer.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: webserver-loadbalancer
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: webserver-statefulset
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

现在，使用 kubectl 应用该效果：

kubectl apply -f loadbalancer.yaml

我们可以使用 kubectl 检索 webserver-container 服务的外部 IP 地址：

kubectl get services

如果在浏览器中输入外部 IP 地址，我们应该会看到与之前相同的默认 nginx 欢迎界面：

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我们成功了！我们的 GCE Web 服务器现在托管在 Kubernetes 上了！很好！

6. Stackdriver 监控

指标

作为一项托管式 Kubernetes 服务，Kubernetes Engine 会自动配置 Stackdriver，以进行日志记录和监控。我们来看看 Stackdriver 会自动为我们捕获哪些指标。

点击产品菜单中的 Monitoring 链接 - 首次从项目中访问此链接可能需要几分钟时间，因为系统会设置您的工作区。

加载完成后，将光标悬停在左侧窗格中的“资源”上，然后从菜单中选择“Kubernetes Engine NEW”。

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此处显示的信息中心中的每一行都代表一个 Kubernetes 资源。您可以使用信息中心上方的链接在基础架构、工作负载或服务视图之间切换。

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在“工作负载”视图中，展开“my-gke-cluster”，然后依次向下深入分析 default > webserver-statefulset > webserver-statefulset-0 > webserver-statefulset。点击 webserver-stateful set 容器。您可以在此处找到 Stackdriver 捕获的一些开箱即用型指标，包括内存利用率和 CPU 利用率。

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此信息中心中显示的图表可用于创建自定义信息中心。

自定义信息中心

借助 Stackdriver，我们可以创建自定义信息中心，用于整理我们可用的任何指标数据的图表。让我们创建一个自定义信息中心，以便快速查看一些 Web 服务器的指标。

在左侧窗格中，将光标悬停在“信息中心”上，然后点击“创建信息中心”。

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现在，我们已经创建了一个空白信息中心，接下来可以添加要密切关注的指标。我们为“未命名信息中心”指定一个有用的名称，例如“我的 Web 服务器容器”，然后点击右上角的“添加图表”：

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还记得开箱即用的指标吗？我们来添加一个容器 CPU 利用率图表。在“图表标题”字段中，输入“CPU 利用率”。在“查找资源类型和指标”框中，输入 request_utilization，然后从过滤后的列表中选择“CPU request utilization”。此选择将为我们填充“资源类型”和“指标”字段。

接下来，我们需要按 project_id（如果我们有多个项目）和 container_name 进行过滤。在“过滤条件”框中，输入 project_id，从过滤后的列表中选择该项，然后在“值”字段中选择您的项目。我们还需要按 container_name 进行过滤。在“过滤条件”框中，输入 container_name，从过滤后的列表中选择该名称，然后在“值”字段中选择 webserver-statefulset。点击“保存”。

现在，我们有了一个包含第一个图表的信息中心。

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7. 拨测和提醒政策

借助 Stackdriver，我们可以设置提醒，以便在任何指标达到我们指定的任何阈值时收到通知。例如，当上一步中的 CPU 利用率在一段时间内持续高于某个阈值时，Stackdriver 可以向我们发送电子邮件，这可能表明我们的应用存在问题。为了演示这些 Google 快讯 的显示效果，我们来设置一个拨测，然后模拟一次服务中断。

在左侧窗格中，依次选择“拨测”和“拨测概览”：

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正如“拨测”页面所建议的那样，我们来设置第一个拨测。点击页面右上角的 Add Uptime Check 按钮。

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在后续表单中，输入“Endpoint Uptime”作为标题，并输入负载平衡器的外部 IP 地址作为主机名。

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点击保存，系统会提示您创建配套的提醒政策：

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点击创建提醒政策。

我们将其命名为“端点正常运行时间政策”。在配置部分中，将“何时触发条件”设置为“每当违反时间序列时”，然后点击保存。

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我们尚未完全完成。接下来，我们将指定一个通知渠道，以便在提醒政策遭到违反时收到通知。在“通知渠道类型”下拉菜单中，选择“电子邮件”，然后输入有效的电子邮件地址。

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点击 Add Notification Channel。最后，在表单底部，将政策命名为“Web 应用正常运行时间”，然后点击“保存”。

如需查看提醒的显示效果，请在 Cloud 控制台中再次打开 Cloud Shell。以下命令将停止在 Web 服务器 pod 中运行的 nginx 服务：

kubectl exec -t webserver-statefulset-0 -- /bin/bash -c "nginx -s stop"

几分钟后，您应该会收到一封电子邮件，其中会提醒您发生了中断：

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让我们撤消该操作。回到 Cloud Shell，我们来重启 nginx：

kubectl exec -t webserver-statefulset-0 -- /bin/bash -c "nginx"

几分钟后，您会收到另一封 Stackdriver 电子邮件，这次是好消息：

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8. 清理

现在，我们已使用 Migrate for Anthos 从 GCE 迁移到 GKE，接下来我们来清理项目中的所有已创建资源。

删除项目

如果您愿意，可以删除整个项目。 在 GCP Console 中，转到 Cloud Resource Manager 页面：

在项目列表中，选择我们一直使用的项目，然后点击删除。此时，系统会提示您输入项目 ID。输入项目 ID，然后点击关停。

如果您想逐个删除不同的组件，请继续阅读下一部分。

Stackdriver

信息中心

在信息中心页面中，点击页面顶部的“设置”图标 dc259295eb33cb42.png，然后选择删除信息中心。

提醒政策

在“政策”页面中，从右侧的“操作”菜单 2ef75d82e76accaa.png 中选择删除，以删除您创建的每项政策。

拨测

在“拨测”页面上，从您创建的每个拨测右侧的“操作”菜单中选择删除。

GCE 和 Kubernetes

Google Compute Engine 实例

gcloud compute instances delete webserver --zone=us-central1-a

Kubernetes 集群（包括 Migrate for Anthos、有状态集和负载平衡器服务）

gcloud container clusters delete my-gke-cluster --zone=us-central1-a

磁盘

我们的有状态集使用了我们创建的磁盘。使用以下代码检索名称：

gcloud compute disks list --filter=webserver

使用您的磁盘名称替换我的磁盘名称，然后使用以下命令删除该磁盘：

gcloud compute disks delete vls-690d-webserver --zone=us-central1-a

全部清理完毕！

9. 恭喜！

真棒！您使用 Migrate for Anthos 将 Web 服务器从 GCE 实例迁移到了 Kubernetes 集群。

所学内容

  • 我们使用 Migrate for Anthos 将 Web 服务器从 GCE 迁移到了 Kubernetes 集群
  • 我们通过 Kubernetes 负载平衡器服务公开了有状态集 Web 服务器，使其可供全球访问。
  • 我们启用了 Stackdriver 并创建了自定义信息中心
  • 我们配置了拨测和提醒政策，以便在 Web 服务器发生故障时收到通知