部署你的 Node.js 应用

Table of contents

前置条件

完成本指南的所有前面章节，从容器化 Node.js 应用开始。
在 Docker Desktop 中启用 Kubernetes。

概述

在本节中，你将学习如何使用 Docker Desktop 将容器化的 Node.js 应用部署到 Kubernetes。此部署使用生产就绪的配置，包括安全加固、自动扩展、持久化存储和高可用性功能。

你将部署一个完整的栈，包括：

Node.js Todo 应用，3 个副本。
PostgreSQL 数据库，带有持久化存储。
基于 CPU 和内存使用率的自动扩展。
入口配置以供外部访问。
安全设置。

创建 Kubernetes 部署文件

在项目根目录创建一个新文件 nodejs-sample-kubernetes.yaml：

# ========================================
# Node.js Todo App - Kubernetes Deployment
# ========================================

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: todoapp
  labels:
    app: todoapp

---
# ========================================
# ConfigMap for Application Configuration
# ========================================
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: todoapp-config
  namespace: todoapp
data:
  NODE_ENV: 'production'
  ALLOWED_ORIGINS: 'https://yourdomain.com'
  POSTGRES_HOST: 'todoapp-postgres'
  POSTGRES_PORT: '5432'
  POSTGRES_DB: 'todoapp'
  POSTGRES_USER: 'todoapp'

---
# ========================================
# Secret for Database Credentials
# ========================================
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: todoapp-secrets
  namespace: todoapp
type: Opaque
data:
  postgres-password: dG9kb2FwcF9wYXNzd29yZA== # base64 encoded "todoapp_password"

---
# ========================================
# PostgreSQL PersistentVolumeClaim
# ========================================
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-pvc
  namespace: todoapp
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
  storageClassName: standard

---
# ========================================
# PostgreSQL Deployment
# ========================================
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: todoapp-postgres
  namespace: todoapp
  labels:
    app: todoapp-postgres
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: todoapp-postgres
  template:
    metadata:
      labels:
        app: todoapp-postgres
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres:18-alpine
          ports:
            - containerPort: 5432
              name: postgres
          env:
            - name: POSTGRES_DB
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: POSTGRES_DB
            - name: POSTGRES_USER
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: POSTGRES_USER
            - name: POSTGRES_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: todoapp-secrets
                  key: postgres-password
          volumeMounts:
            - name: postgres-storage
              mountPath: /var/lib/postgresql
          livenessProbe:
            exec:
              command:
                - pg_isready
                - -U
                - todoapp
                - -d
                - todoapp
            initialDelaySeconds: 30
            periodSeconds: 10
          readinessProbe:
            exec:
              command:
                - pg_isready
                - -U
                - todoapp
                - -d
                - todoapp
            initialDelaySeconds: 5
            periodSeconds: 5
      volumes:
        - name: postgres-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: postgres-pvc

---
# ========================================
# PostgreSQL Service
# ========================================
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: todoapp-postgres
  namespace: todoapp
  labels:
    app: todoapp-postgres
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - port: 5432
      targetPort: 5432
      protocol: TCP
      name: postgres
  selector:
    app: todoapp-postgres

---
# ========================================
# Application Deployment
# ========================================
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: todoapp-deployment
  namespace: todoapp
  labels:
    app: todoapp
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: todoapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: todoapp
    spec:
      securityContext:
        runAsNonRoot: true
        runAsUser: 1001
        fsGroup: 1001
      containers:
        - name: todoapp
          image: ghcr.io/your-username/docker-nodejs-sample:latest
          imagePullPolicy: Always
          ports:
            - containerPort: 3000
              name: http
              protocol: TCP
          env:
            - name: NODE_ENV
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: NODE_ENV
            - name: ALLOWED_ORIGINS
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: ALLOWED_ORIGINS
            - name: POSTGRES_HOST
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: POSTGRES_HOST
            - name: POSTGRES_PORT
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: POSTGRES_PORT
            - name: POSTGRES_DB
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: POSTGRES_DB
            - name: POSTGRES_USER
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: todoapp-config
                  key: POSTGRES_USER
            - name: POSTGRES_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: todoapp-secrets
                  key: postgres-password
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /health
              port: 3000
            initialDelaySeconds: 30
            periodSeconds: 10
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /health
              port: 3000
            initialDelaySeconds: 5
            periodSeconds: 5
          resources:
            requests:
              memory: '256Mi'
              cpu: '250m'
            limits:
              memory: '512Mi'
              cpu: '500m'
          securityContext:
            allowPrivilegeEscalation: false
            readOnlyRootFilesystem: true
            capabilities:
              drop:
                - ALL

---
# ========================================
# Application Service
# ========================================
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: todoapp-service
  namespace: todoapp
  labels:
    app: todoapp
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 3000
      protocol: TCP
  selector:
    app: todoapp

---
# ========================================
# Ingress for External Access
# ========================================
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: todoapp-ingress
  namespace: todoapp
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
    cert-manager.io/cluster-issuer: 'letsencrypt-prod'
spec:
  tls:
    - hosts:
        - yourdomain.com
      secretName: todoapp-tls
  rules:
    - host: yourdomain.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: todoapp-service
                port:
                  number: 80

---
# ========================================
# HorizontalPodAutoscaler
# ========================================
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: todoapp-hpa
  namespace: todoapp
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: todoapp-deployment
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 5
  metrics:
    - type: Resource
      resource:
        name: cpu
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 70
    - type: Resource
      resource:
        name: memory
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 80

---
# ========================================
# PodDisruptionBudget
# ========================================
apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: todoapp-pdb
  namespace: todoapp
spec:
  minAvailable: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: todoapp

配置部署

在部署之前，你需要根据你的环境自定义部署文件：

镜像引用：将 your-username 替换为你的 GitHub 用户名或 Docker Hub 用户名：
image: ghcr.io/your-username/docker-nodejs-sample:latest

域名：在两个地方将 yourdomain.com 替换为你的实际域名：

# In ConfigMap
ALLOWED_ORIGINS: "https://yourdomain.com"

# In Ingress
- host: yourdomain.com

数据库密码（可选）：默认密码已经 base64 编码。如需更改：

$ echo -n "your-new-password" | base64

然后更新 Secret：

data:
  postgres-password: <your-base64-encoded-password>

存储类：根据你的集群调整（当前：standard）

理解部署

部署文件创建了一个完整的应用栈，多个组件协同工作。

架构

部署包括：

Node.js 应用：运行 3 个副本的容器化 Todo 应用
PostgreSQL 数据库：单实例，带有 10Gi 的持久化存储
服务：Kubernetes 服务处理应用副本间的负载均衡
入口：通过入口控制器和 SSL/TLS 支持进行外部访问

安全

部署使用了多项安全功能：

容器以非 root 用户（UID 1001）运行
只读根文件系统防止未授权写入
Linux 权限被丢弃以最小化攻击面
敏感数据如数据库密码存储在 Kubernetes secrets 中

高可用

为保持应用可靠运行：

三个应用副本确保一个 pod 失败时服务继续
Pod 破坏预算在更新期间保持至少一个可用 pod
滚动更新允许零停机时间部署
/health 端点的健康检查确保只有健康的 pod 接收流量

自动扩展

水平 Pod 自动扩展器根据资源使用情况扩展应用：

在 1 到 5 个副本间自动扩展
CPU 使用率超过 70% 时触发扩展
内存使用率超过 80% 时触发扩展
资源限制：每个 pod 256Mi-512Mi 内存，250m-500m CPU

数据持久化

PostgreSQL 数据持久化存储：

10Gi 持久化卷存储数据库文件
数据库在首次启动时自动初始化
数据在 pod 重启和更新期间保持

部署你的应用

步骤 1：部署到 Kubernetes

将应用部署到本地 Kubernetes 集群：

$ kubectl apply -f nodejs-sample-kubernetes.yaml

你应该看到确认所有资源已创建的输出：

namespace/todoapp created
secret/todoapp-secrets created
configmap/todoapp-config created
persistentvolumeclaim/postgres-pvc created
deployment.apps/todoapp-postgres created
service/todoapp-postgres created
deployment.apps/todoapp-deployment created
service/todoapp-service created
ingress.networking.k8s.io/todoapp-ingress created
poddisruptionbudget.policy/todoapp-pdb created
horizontalpodautoscaler.autoscaling/todoapp-hpa created

步骤 2：验证部署

检查部署是否正在运行：

$ kubectl get deployments -n todoapp

预期输出：

NAME                 READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
todoapp-deployment   3/3     3            3           30s
todoapp-postgres     1/1     1            1           30s

验证服务已创建：

$ kubectl get services -n todoapp

预期输出：

NAME               TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
todoapp-service    ClusterIP   10.111.101.229   <none>        80/TCP     45s
todoapp-postgres   ClusterIP   10.111.102.130   <none>        5432/TCP   45s

检查持久化存储是否正常工作：

$ kubectl get pvc -n todoapp

预期输出：

NAME           STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
postgres-pvc   Bound    pvc-12345678-1234-1234-1234-123456789012   10Gi       RWO            standard       1m

步骤 3：访问你的应用

对于本地测试，使用端口转发访问应用：

$ kubectl port-forward -n todoapp service/todoapp-service 8080:80

在浏览器中访问 http://localhost:8080 查看在 Kubernetes 中运行的 Todo 应用。

步骤 4：测试部署

测试应用是否正确工作：

通过 Web 界面添加一些待办事项

检查应用 pod：

$ kubectl get pods -n todoapp -l app=todoapp

查看应用日志：

$ kubectl logs -f deployment/todoapp-deployment -n todoapp

检查数据库连接性：

$ kubectl get pods -n todoapp -l app=todoapp-postgres

监控自动扩展：

$ kubectl describe hpa todoapp-hpa -n todoapp

步骤 5：清理

测试完成后，删除部署：

$ kubectl delete -f nodejs-sample-kubernetes.yaml

总结

你已将容器化的 Node.js 应用部署到 Kubernetes。你学会了如何：

创建带有安全加固的全面 Kubernetes 部署文件
部署多层应用（Node.js + PostgreSQL）并配置持久化存储
配置自动扩展、健康检查和高可用性功能
使用 Docker Desktop 的 Kubernetes 在本地测试和监控部署

你的应用现在运行在具有企业级功能的生产就绪环境中，包括安全上下文、资源管理和自动扩展。

Ask me about Docker

部署你的 Node.js 应用

前置条件

概述

创建 Kubernetes 部署文件

配置部署

理解部署

架构

安全

高可用

自动扩展

数据持久化

部署你的应用

步骤 1：部署到 Kubernetes

步骤 2：验证部署

步骤 3：访问你的应用

步骤 4：测试部署

步骤 5：清理

总结

相关资源