В этой статье в приложении появится функциональность, которая позволит загружать и скачивать файлы. Будут рассмотрены особенности работы с файлами в Kubernetes, а также продемонстрирован рабочий пример с использованием S3-хранилища.
Приложение в этой статье не предназначено для использования в production без доработки. Готовое к работе в production приложение мы получим в конце руководства.
Подготовка окружения
Если вы ещё не подготовили своё рабочее окружение на предыдущих этапах, сделайте это в соответствии с инструкциями статьи «Подготовка окружения».
Если ваше рабочее окружение работало, но перестало, или же последующие инструкции из этой статьи не работают — попробуйте следующее:
Запустим приложение Docker Desktop. Приложению понадобится некоторое время для того, чтобы запустить Docker. Если никаких ошибок в процессе запуска не возникло, то проверим, что Docker запущен и корректно настроен:
docker run hello-world
Результат успешного выполнения команды:
Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
b8dfde127a29: Pull complete
Digest: sha256:9f6ad537c5132bcce57f7a0a20e317228d382c3cd61edae14650eec68b2b345c
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
При возникновении проблем обратитесь к документации Docker для их устранения.
Запустим приложение Docker Desktop. Приложению понадобится некоторое время для того, чтобы запустить Docker. Если никаких ошибок в процессе запуска не возникло, то проверим, что Docker запущен и корректно настроен:
docker run hello-world
Результат успешного выполнения команды:
Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
b8dfde127a29: Pull complete
Digest: sha256:9f6ad537c5132bcce57f7a0a20e317228d382c3cd61edae14650eec68b2b345c
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
При возникновении проблем обратитесь к документации Docker для их устранения.
Запустим Docker:
sudo systemctl restart docker
Убедимся, что Docker запустился:
sudo systemctl status docker
Результат выполнения команды, если Docker успешно запущен:
● docker.service - Docker Application Container Engine
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Thu 2021-06-24 13:05:17 MSK; 13s ago
TriggeredBy: ● docker.socket
Docs: https://docs.docker.com
Main PID: 2013888 (dockerd)
Tasks: 36
Memory: 100.3M
CGroup: /system.slice/docker.service
└─2013888 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:16.936197880+03:00" level=warning msg="Your kernel does not support CPU realtime scheduler"
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:16.936219851+03:00" level=warning msg="Your kernel does not support cgroup blkio weight"
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:16.936224976+03:00" level=warning msg="Your kernel does not support cgroup blkio weight_device"
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:16.936311001+03:00" level=info msg="Loading containers: start."
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:17.119938367+03:00" level=info msg="Loading containers: done."
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:17.134054120+03:00" level=info msg="Daemon has completed initialization"
systemd[1]: Started Docker Application Container Engine.
dockerd[2013888]: time="2021-06-24T13:05:17.148493957+03:00" level=info msg="API listen on /run/docker.sock"
Теперь проверим, что Docker доступен и корректно настроен:
docker run hello-world
Результат успешного выполнения команды:
Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
b8dfde127a29: Pull complete
Digest: sha256:9f6ad537c5132bcce57f7a0a20e317228d382c3cd61edae14650eec68b2b345c
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
При возникновении проблем обратитесь к документации Docker для их устранения.
Запустим кластер minikube, уже настроенный в начале статьи “Подготовка окружения”:
minikube start
Выставим Namespace по умолчанию, чтобы не указывать его при каждом вызове kubectl:
kubectl config set-context minikube --namespace=werf-guide-app
Результат успешного выполнения команды:
😄 minikube v1.20.0 on Ubuntu 20.04
✨ Using the docker driver based on existing profile
👍 Starting control plane node minikube in cluster minikube
🚜 Pulling base image ...
🎉 minikube 1.21.0 is available! Download it: https://github.com/kubernetes/minikube/releases/tag/v1.21.0
💡 To disable this notice, run: 'minikube config set WantUpdateNotification false'
🔄 Restarting existing docker container for "minikube" ...
🐳 Preparing Kubernetes v1.20.2 on Docker 20.10.6 ...
🔎 Verifying Kubernetes components...
▪ Using image gcr.io/google_containers/kube-registry-proxy:0.4
▪ Using image k8s.gcr.io/ingress-nginx/controller:v0.44.0
▪ Using image registry:2.7.1
▪ Using image docker.io/jettech/kube-webhook-certgen:v1.5.1
▪ Using image docker.io/jettech/kube-webhook-certgen:v1.5.1
▪ Using image gcr.io/k8s-minikube/storage-provisioner:v5
🔎 Verifying registry addon...
🔎 Verifying ingress addon...
🌟 Enabled addons: storage-provisioner, registry, default-storageclass, ingress
🏄 Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "werf-guide-app" namespace by default
Убедитесь, что вывод команды содержит строку:
Restarting existing docker container for "minikube"
Если её нет, значит был создан новый кластер minikube вместо использования старого. В таком случае повторите установку рабочего окружения с minikube с самого начала.
Теперь запустите команду в фоновом PowerShell-терминале и не закрывайте его:
minikube tunnel --cleanup=true
Запустим кластер minikube, уже настроенный в начале статьи “Подготовка окружения”:
minikube start --namespace werf-guide-app
Выставим Namespace по умолчанию, чтобы не указывать его при каждом вызове kubectl:
kubectl config set-context minikube --namespace=werf-guide-app
Результат успешного выполнения команды:
😄 minikube v1.20.0 on Ubuntu 20.04
✨ Using the docker driver based on existing profile
👍 Starting control plane node minikube in cluster minikube
🚜 Pulling base image ...
🎉 minikube 1.21.0 is available! Download it: https://github.com/kubernetes/minikube/releases/tag/v1.21.0
💡 To disable this notice, run: 'minikube config set WantUpdateNotification false'
🔄 Restarting existing docker container for "minikube" ...
🐳 Preparing Kubernetes v1.20.2 on Docker 20.10.6 ...
🔎 Verifying Kubernetes components...
▪ Using image gcr.io/google_containers/kube-registry-proxy:0.4
▪ Using image k8s.gcr.io/ingress-nginx/controller:v0.44.0
▪ Using image registry:2.7.1
▪ Using image docker.io/jettech/kube-webhook-certgen:v1.5.1
▪ Using image docker.io/jettech/kube-webhook-certgen:v1.5.1
▪ Using image gcr.io/k8s-minikube/storage-provisioner:v5
🔎 Verifying registry addon...
🔎 Verifying ingress addon...
🌟 Enabled addons: storage-provisioner, registry, default-storageclass, ingress
🏄 Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "werf-guide-app" namespace by default
Убедитесь, что вывод команды содержит строку:
Restarting existing docker container for "minikube"
Если её нет, значит был создан новый кластер minikube вместо использования старого. В таком случае повторите установку рабочего окружения с minikube с самого начала.
Если вы непреднамеренно удалили Namespace приложения, то необходимо выполнить следующие команды, чтобы продолжить прохождение руководства:
kubectl create namespace werf-guide-app
kubectl create secret docker-registry registrysecret \
--docker-server='https://index.docker.io/v1/' \
--docker-username='<ИМЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ DOCKER HUB>' \
--docker-password='<ПАРОЛЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ DOCKER HUB>'
Результат успешного выполнения команды:
namespace/werf-guide-app created
secret/registrysecret created
Если ничего не помогло, то пройдите статью «Подготовка окружения» с начала, подготовив новое окружение с нуля. Если и это не помогло, тогда, пожалуйста, расскажите о своей проблеме в нашем Telegram или оставьте Issue на GitHub, и мы обязательно вам поможем.
Подготовка репозитория
Обновим существующий репозиторий с приложением:
Выполним следующий набор команд в PowerShell:
cd ~/werf-guide/app
# Чтобы увидеть, какие изменения мы собрались вносить далее в этой статье, заменим все файлы приложения
# в репозитории новыми, уже измененными файлами приложения, которые содержат описанные далее изменения.
git rm -r .
cp -Recurse -Force ~/werf-guide/guides/examples/laravel/050_s3/* .
git add .
git commit -m WIP
# Показать, какие файлы мы собираемся изменить.
git show --stat
# Показать изменения.
git show
Выполним следующий набор команд в Bash:
cd ~/werf-guide/app
# Чтобы увидеть, какие изменения мы собрались вносить далее в этой статье, заменим все файлы приложения
# в репозитории новыми, уже измененными файлами приложения, которые содержат описанные далее изменения.
git rm -r .
cp -rf ~/werf-guide/guides/examples/laravel/050_s3/. .
git add .
git commit -m WIP
# Показать, какие файлы мы собираемся изменить.
git show --stat
# Показать изменения.
git show
Не работает? Попробуйте инструкции на вкладке «Начинаю проходить руководство с этой статьи» выше.
Подготовим новый репозиторий с приложением:
Выполним следующий набор команд в PowerShell:
# Склонируем репозиторий с примерами в ~/werf-guide/guides, если он ещё не был склонирован.
if (-not (Test-Path ~/werf-guide/guides)) {
git clone https://github.com/werf/website $env:HOMEPATH/werf-guide/guides
}
# Скопируем файлы приложения (пока без изменений) в ~/werf-guide/app.
rm -Recurse -Force ~/werf-guide/app
cp -Recurse -Force ~/werf-guide/guides/examples/laravel/040_db ~/werf-guide/app
# Сделаем из директории ~/werf-guide/app git-репозиторий.
cd ~/werf-guide/app
git init
git add .
git commit -m initial
# Чтобы увидеть, какие изменения мы собрались вносить далее в этой статье, заменим все файлы приложения
# в репозитории новыми, уже измененными файлами приложения, которые содержат описанные далее изменения.
git rm -r .
cp -Recurse -Force ~/werf-guide/guides/examples/laravel/050_s3/* .
git add .
git commit -m WIP
# Показать, какие файлы мы собираемся изменить.
git show --stat
# Показать изменения.
git show
Выполним следующий набор команд в Bash:
# Склонируем репозиторий с примерами в ~/werf-guide/guides, если он ещё не был склонирован.
test -e ~/werf-guide/guides || git clone https://github.com/werf/website ~/werf-guide/guides
# Скопируем файлы приложения (пока без изменений) в ~/werf-guide/app.
rm -rf ~/werf-guide/app
cp -rf ~/werf-guide/guides/examples/laravel/040_db ~/werf-guide/app
# Сделаем из директории ~/werf-guide/app git-репозиторий.
cd ~/werf-guide/app
git init
git add .
git commit -m initial
# Чтобы увидеть, какие изменения мы собрались вносить далее в этой статье, заменим все файлы приложения
# в репозитории новыми, уже измененными файлами приложения, которые содержат описанные далее изменения.
git rm -r .
cp -rf ~/werf-guide/guides/examples/laravel/050_s3/. .
git add .
git commit -m WIP
# Показать, какие файлы мы собираемся изменить.
git show --stat
# Показать изменения.
git show
Как хранить файлы
Контейнеры, развертываемые в Kubernetes, часто будут создаваться и удаляться автоматически — например, из-за обновления Deployment. Это значит, что мы не можем хранить файлы, создающиеся приложением, прямо в файловой системе контейнера. Потому что так файлы будут:
- доступны только одному контейнеру/реплике приложения, а не всем;
- удаляться при удалении контейнера.
Поэтому контейнеры должны хранить в своей файловой системе только те данные, которые можно потерять.
Кстати, когда такая возможность есть, файловую систему контейнера даже переключают в read-only, что улучшает безопасность и позволяет убедиться, что приложение действительно не сохраняет данные локально.
Но что делать, если какие-то данные все-таки нужно хранить? Для этого обычно используют развертываемые отдельно базы данных. В частности, для хранения обычных файлов часто используют нереляционные базы данных вроде объектных хранилищ. И особенно часто для хранения файлов используют объектные хранилища, предоставляющие API, совместимый с Amazon S3 API.
Далее мы продемонстрируем, как хранить файлы не в локальной файловой системе, а в S3-совместимом хранилище, чтобы ваши приложения оставались stateless и не испытывали проблем при работе с Kubernetes.
Установка зависимостей
Запустим установку недостающей зависимости в контейнере composer:
docker run --rm \
-v $(pwd):/opt \
-w /opt \
laravelsail/php80-composer:latest \
bash -c "composer require --with-all-dependencies league/flysystem-aws-s3-v3:\"~1.0\""
Мы перенесли конфигурацию файловой системы Laravel из официального репозитория. Основные изменения, сделанные в нашем приложении:
- Создание конфигурационного файла config/filesystems.php.
Добавление endpoint’ов /upload и /download в приложение
Для демонстрации работы загрузки и отдачи файлов мы добавим два новых endpoints, один из которых будет загружать файл в S3-совместимое объектное хранилище (/upload), а другой — отдавать его оттуда (/download).
Добавим новый контроллер:
<?php
namespace App\Http\Controllers;
use Illuminate\Http\Request;
use Illuminate\Routing\Controller;
use Illuminate\Support\Facades\Storage;
class S3FileController extends Controller
{
private $fileName = "filename";
public function download()
{
if (Storage::disk('s3')->missing($this->fileName)) {
return "You haven't uploaded anything yet.";
}
return Storage::disk('s3')->download($this->fileName);
}
public function upload(Request $request): string
{
if (!$request->hasFile('file')) {
return "You didn't pass the file to upload :(";
}
Storage::disk('s3')->putFileAs(
'', $request->file('file'), $this->fileName
);
return "File uploaded.";
}
}
Добавим новые пути в маршруты:
...
Route::get('/download', [S3FileController::class, 'download']);
Route::post('/upload', [S3FileController::class, 'upload']);
Новые endpoint’ы — /upload и /download — добавлены. Осталось только настроить для них работу с хранилищем.
Развертывание и подключение MinIO
Для демонстрации, в качестве S3-совместимого объектного хранилища мы будем использовать MinIO, но вместо него может использоваться и любое другое S3-хранилище (например, Amazon S3).
Обратите внимание, что если вы используете иное S3-хранилище, то создание нижеописанных StatefulSet и Job для MinIO не потребуется, но остальные инструкции останутся актуальными.
Добавим StatefulSet с MinIO:
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: minio
spec:
serviceName: minio
selector:
matchLabels:
app: minio
template:
metadata:
labels:
app: minio
spec:
containers:
- name: minio
image: minio/minio
args: ["server", "/data", "--console-address", ":9001"]
ports:
- containerPort: 9000
name: minio
- containerPort: 9001
name: console
env:
- name: MINIO_ROOT_USER
value: minioadmin
- name: MINIO_ROOT_PASSWORD
value: minioadmin
volumeMounts:
- name: minio-data
mountPath: /data
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: minio-data
spec:
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
resources:
requests:
storage: 100Mi
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: minio
spec:
selector:
app: minio
ports:
- port: 9000
name: minio
- port: 9001
name: console
Создадим Job для настройки MinIO:
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: "setup-minio"
annotations:
"helm.sh/hook": post-install,post-upgrade
"helm.sh/hook-weight": "-1"
"helm.sh/hook-delete-policy": before-hook-creation
spec:
backoffLimit: 0
template:
spec:
restartPolicy: Never
containers:
- name: setup-minio
image: minio/mc
command:
- sh
- -euc
- |
is_minio_available() {
tries=$1
i=0
while [ $i -lt $tries ]; do
curl -sSL http://minio:9000/minio/health/live || return 1
i=$((i+1))
sleep 1
done
}
# Дожидаемся доступности MinIO.
until is_minio_available 10; do
sleep 1
done
# Настроим доступ к нашем инстансу MinIO.
mc alias set minio http://minio:9000 minioadmin minioadmin
# Создадим bucket для нашего приложения.
mc mb --ignore-existing minio/werf-guide-app
Добавим в приложение конфигурацию для подключения к MinIO:
...
- name: AWS_ENDPOINT
value: http://minio:9000
- name: AWS_ACCESS_KEY_ID
value: minioadmin
- name: AWS_SECRET_ACCESS_KEY
value: minioadmin
- name: AWS_DEFAULT_REGION
value: us-east-1
- name: AWS_BUCKET
value: werf-guide-app
- name: AWS_USE_PATH_STYLE_ENDPOINT
value: "true"
Теперь MinIO готов к развертыванию, а приложение — настроено на хранение файлов в нём.
Проверка работы хранилища
Развернём приложение:
werf converge --repo <ИМЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ DOCKER HUB>/werf-guide-app
Ожидаемый результат:
...
┌ ⛵ image backend
│ ┌ Building stage backend/dockerfile
│ │ backend/dockerfile Sending build context to Docker daemon 523.8kB
│ │ backend/dockerfile Step 1/19 : FROM php:8.0-fpm-alpine as base
│ │ backend/dockerfile ---> 52c511f481c5
...
│ │ backend/dockerfile Successfully built 827b4e8a1dbc
│ │ backend/dockerfile Successfully tagged 84faa251-5b40-47ec-b3ff-15f5e74ca2c0:latest
│ ├ Info
│ │ name: <DOCKER HUB USERNAME>/werf-guide-app:ec74eb832fd53166cee3165029dc1972ccfaca61f6c8c4c16764ff74-1634030394327
│ │ id: 827b4e8a1dbc
│ │ created: 2022-10-12 12:19:54 +0000 UTC
│ │ size: 58.9 MiB
│ └ Building stage backend/dockerfile (31.12 seconds)
└ ⛵ image backend (37.41 seconds)
┌ ⛵ image frontend
│ ┌ Building stage frontend/dockerfile
│ │ frontend/dockerfile Sending build context to Docker daemon 523.8kB
│ │ frontend/dockerfile Step 1/30 : FROM php:8.0-fpm-alpine as base
│ │ frontend/dockerfile ---> 52c511f481c5
...
│ │ frontend/dockerfile Successfully built b9edbffedeaa
│ │ frontend/dockerfile Successfully tagged a0ef6fe8-6c05-47fe-9bcb-61ae41007bff:latest
│ ├ Info
│ │ name: <DOCKER HUB USERNAME>/werf-guide-app:28b54c42d4db8dcdfe88212b67869b896dffb94a47590c5aa9916ef7-1634030450234
│ │ id: b9edbffedeaa
│ │ created: 2022-10-12 12:20:50 +0000 UTC
│ │ size: 9.4 MiB
│ └ Building stage frontend/dockerfile (81.60 seconds)
└ ⛵ image frontend (87.70 seconds)
┌ Waiting for release resources to become ready
│ ┌ Status progress
│ │ DEPLOYMENT REPLICAS AVAILABLE UP-TO-DATE
│ │ werf-guide-app 2->1/1 1 1
│ │ │ POD READY RESTARTS STATUS
│ │ ├── guide-app-5bb9488dd8-k7cf6 2/2 0 ContainerCreating ->
│ │ │ Running
│ │ └── guide-app-8848f446b-7hmkl 2/2 0 Running -> Terminating
│ │ STATEFULSET REPLICAS READY UP-TO-DATE
│ │ minio 1/1 1 1
│ │ mysql 1/1 1 1 ↵
│ │
│ └ Status progress
└ Waiting for release resources to become ready (13.39 seconds)
...
┌ Waiting for helm hook job/setup-minio termination
│ ┌ job/setup-minio po/setup-minio-xx2np container/setup-minio logs
│ │ Added `minio` successfully.
│ │ Bucket created successfully `minio/werf-guide-app`.
│ └ job/setup-minio po/setup-minio-xx2np container/setup-minio logs
│
│ ┌ Status progress
│ │ JOB ACTIVE DURATION SUCCEEDED/FAILED
│ │ setup-minio 0 13s 0->1/0
│ │ │ POD READY RESTARTS STATUS
│ │ └── minio-xx2np 0/1 0 Running -> Completed
│ └ Status progress
└ Waiting for helm hook job/setup-minio termination (13.96 seconds)
NAME: werf-guide-app
LAST DEPLOYED: Tue Oct 12 12:21:07 2022
NAMESPACE: werf-guide-app
STATUS: deployed
REVISION: 18
TEST SUITE: None
Running time 142.49 seconds
Обратимся на /download, который должен попытаться достать файл из S3:
curl http://werf-guide-app.test/download
Так как пока никаких файлов не загружено, получим:
You haven't uploaded anything yet.
Тогда создадим новый файл и загрузим его в S3:
echo "This is file content." > file.txt
curl -F "file=@file.txt" http://werf-guide-app.test/upload
"This is file content." | Out-File -Encoding ascii -FilePath file.txt
curl.exe -F "file=@file.txt" http://werf-guide-app.test/upload
Ожидаемый результат, означающий, что файл сохранён в хранилище:
File uploaded.
Снова попробуем получить файл из хранилища:
curl http://werf-guide-app.test/download
В ответ должно отобразиться содержимое файла:
This is file content.
Также убедимся, что файл сохранился и достаётся именно из хранилища. Для этого сначала запустим контейнер с утилитой mc для взаимодействия с MinIO:
kubectl -n werf-guide-app run mc --image=minio/mc --rm -it --command -- bash
Теперь, оказавшись внутри контейнера, выполним команды:
# Настроим подключение к MinIO.
mc alias set minio http://minio:9000 minioadmin minioadmin
# Получим содержимое сохранённого файла из S3.
mc cat "minio/werf-guide-app/$(mc ls minio/werf-guide-app | awk 'NR==1 {print $6}')"
Ожидаемый результат:
This is file content.
Теперь, если нам требуется работать с файлами, мы можем получать и хранить их в объектном хранилище, а не в файловой системе контейнера. При таком подходе Pod’ы приложения могут создаваться и удаляться без проблем: файлы не потеряются, будут доступны с любой реплики Deployment’а приложения, а файловая система на узлах Kubernetes не будет заполняться ненужными файлами.
Не забывайте: в контейнере можно хранить только те данные, которые можно потерять. Все остальные данные нужно хранить в соответствующих базах данных/хранилищах. Такой подход, в частности, подтверждается лучшими практиками от инженеров Google Cloud.
