第一阶段：配置存储入口

第一步：安装本地存储插件 (StorageClass)

这是必须要做的，否则后续部署 MySQL、Redis 和 Prometheus 时，PVC 会一直卡在 Pending 状态。

安装 Rancher Local Path Provisioner

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/rancher/local-path-provisioner/v0.0.24/deploy/local-path-storage.yaml
2. 将其设为默认存储类 (关键) 这样以后不必每次都指定 StorageClass 的名字。

kubectl patch storageclass local-path -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'
3. 验证

kubectl get sc

第二步：安装 Ingress 控制器 (流量入口)

需要 Ingress Nginx 来管理外部访问。由于是本地环境，使用兼容性最好的 baremetal 版本。

安装 Ingress-Nginx Controller

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.2/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml
2. 验证 Pod 启动

kubectl get pods -n ingress-nginx

第三步：为项目创建专属空间

为了不污染系统环境，我们把电商项目都放在独立的 Namespace 里。

kubectl create namespace ecommerce
✅ 阶段性检查
预期输出：应看到 local-path (default)。
预期输出：需要等待一会儿，直到 ingress-nginx-controller 变为 Running。
一旦确认无误，就可以直接部署数据库了！

kubectl get sc
kubectl get pods -n ingress-nginx

第二阶段：数据层部署

任何电商系统都离不开数据。我们将部署 MySQL（存储订单和商品）和 Redis（做缓存）。使用 ConfigMap 自动初始化数据库表结构，实现“启动即用”。

1. 创建数据层部署文件

请直接在终端创建一个名为 db-layer.yaml 的文件：

vim db-layer.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: ecommerce
---
# ===========================
# 1. MySQL 配置 (自动建库建表)
# ===========================
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: mysql-init-script
  namespace: ecommerce
data:
  init.sql: |
    CREATE DATABASE IF NOT EXISTS shop;
    USE shop;
    
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS product (
      id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
      name VARCHAR(100),
      price DECIMAL(10,2),
      stock INT
    );
    
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS orders (
      id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
      product_id INT,
      user_id INT,
      amount DECIMAL(10,2),
      status VARCHAR(20) DEFAULT 'PENDING'
    );
    
    -- 初始化一些测试数据
    INSERT INTO product (name, price, stock) VALUES ('iPhone 15', 5999.00, 100);
    INSERT INTO product (name, price, stock) VALUES ('MacBook Pro', 12999.00, 50);
---
# ===========================
# 2. MySQL 部署 (有状态应用)
# ===========================
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
  namespace: ecommerce
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7  # 使用 5.7 版本，资源占用少
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "123456" # 模拟项目为了方便直接写明文，生产环境请用 Secret
        ports:
        - containerPort: 3306
        volumeMounts:
        - name: mysql-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
        - name: init-script
          mountPath: /docker-entrypoint-initdb.d # 这里是 MySQL 自动初始化的关键目录
      volumes:
      - name: mysql-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pvc
      - name: init-script
        configMap:
          name: mysql-init-script
---
# ===========================
# 3. MySQL 存储声明 (PVC)
# ===========================
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pvc
  namespace: ecommerce
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
---
# ===========================
# 4. MySQL 服务暴露
# ===========================
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  namespace: ecommerce
spec:
  ports:
  - port: 3306
  selector:
    app: mysql
  clusterIP: None # Headless Service，适合数据库内部通信
---
# ===========================
# 5. Redis 部署 (缓存层)
# ===========================
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis
  namespace: ecommerce
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
    spec:
      containers:
      - name: redis
        image: redis:alpine
        ports:
        - containerPort: 6379
---
# ===========================
# 6. Redis 服务暴露
# ===========================
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis
  namespace: ecommerce
spec:
  ports:
  - port: 6379
  selector:
    app: redis

2. 执行部署

运行以下命令应用配置：

kubectl apply -f db-layer.yaml

3. 验证部署状态

需要确认三件事：

PVC 绑定成功：看 MySQL 是否成功申请到了存储。
Pod 运行正常：看数据库是否启动。
数据初始化成功：看表是不是建好了。

查看 PVC 状态 (STATUS 必须是 Bound)
kubectl get pvc -n ecommerce
查看 Pod 状态 (必须是 Running)
kubectl get pods -n ecommerce

(进阶验证) 进入 MySQL 容器查看表是否存在
等 Pod Running 后执行：
kubectl exec -it -n ecommerce $(kubectl get pod -n ecommerce -l app=mysql -o jsonp

第三阶段：微服务应用层（Application Layer）

使用 ConfigMap-as-Code 把 Python 业务代码直接写在 Kubernetes 的 ConfigMap 里，然后挂载到容器中运行。

1. 部署微服务群 (应用层)

创建一个新文件 app-layer.yaml：

vim app-layer.yaml

逻辑说明：
Product Service: 提供 /products 接口，模拟从数据库查商品。
Pay Service: 提供 /pay 接口，模拟 20% 的支付失败率（用于测试重试机制）。
Order Service: 调用上面两个服务，模拟下单全流程。
部署策略: 每个服务 2 个副本，演示负载均衡。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: app-code
  namespace: ecommerce
data:
  # ===========================
  # 1. 商品服务代码 (模拟)
  # ===========================
  product.py: |
    from flask import Flask, jsonify
    import os
    app = Flask(__name__)
    
    @app.route('/product/<id>')
    def get_product(id):
        # 模拟从数据库查询 (为了演示简化，直接返回静态 JSON)
        return jsonify({
            "id": id,
            "name": "iPhone 15 Pro",
            "price": 8999,
            "stock": 100,
            "pod": os.getenv("HOSTNAME") # 返回 Pod 名字，证明负载均衡在工作
        })

    if __name__ == '__main__':
        app.run(host='0.0.0.0', port=8080)

  # ===========================
  # 2. 支付服务代码 (模拟高可用故障)
  # ===========================
  pay.py: |
    from flask import Flask, jsonify
    import random, time, os
    app = Flask(__name__)

    @app.route('/pay', methods=['POST'])
    def pay():
        # 模拟 20% 的随机支付失败
        if random.random() < 0.2:
            return jsonify({"error": "Payment Gateway Timeout"}), 500
        
        # 模拟网络延迟
        time.sleep(0.1) 
        return jsonify({"status": "success", "pod": os.getenv("HOSTNAME")})

    if __name__ == '__main__':
        app.run(host='0.0.0.0', port=8080)

  # ===========================
  # 3. 订单服务代码 (核心聚合逻辑)
  # ===========================
  order.py: |
    from flask import Flask, jsonify
    import requests, os
    app = Flask(__name__)

    @app.route('/create_order')
    def create_order():
        # 1. 调用商品服务
        try:
            prod = requests.get('http://product-service:8080/product/1').json()
        except:
            return jsonify({"error": "Product Service Down"}), 503

        # 2. 调用支付服务
        try:
            pay = requests.post('http://pay-service:8080/pay').json()
        except:
            return jsonify({"error": "Payment Failed"}), 500

        # 3. 生成订单
        return jsonify({
            "status": "Order Created",
            "product": prod['name'],
            "price": prod['price'],
            "payment": pay,
            "served_by": os.getenv("HOSTNAME")
        })

    @app.route('/')
    def home():
        return "Welcome to K8s Shop! Try /create_order"

    if __name__ == '__main__':
        app.run(host='0.0.0.0', port=8080)

---
# ===========================
# 通用部署模板 (3个微服务共用配置)
# ===========================
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: product-service
  namespace: ecommerce
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: product
  template:
    metadata:
      labels:
        app: product
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: python:3.9-slim
        command: ["/bin/sh", "-c"]
        # 启动时现场安装 Flask 并运行代码
        args: ["pip install flask requests && python /app/product.py"]
        ports:
        - containerPort: 8080
        volumeMounts:
        - name: code-volume
          mountPath: /app
      volumes:
      - name: code-volume
        configMap:
          name: app-code
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: product-service
  namespace: ecommerce
spec:
  selector:
    app: product
  ports:
  - port: 8080
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: pay-service
  namespace: ecommerce
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: pay
  template:
    metadata:
      labels:
        app: pay
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: python:3.9-slim
        command: ["/bin/sh", "-c"]
        args: ["pip install flask requests && python /app/pay.py"]
        ports:
        - containerPort: 8080
        volumeMounts:
        - name: code-volume
          mountPath: /app
      volumes:
      - name: code-volume
        configMap:
          name: app-code
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: pay-service
  namespace: ecommerce
spec:
  selector:
    app: pay
  ports:
  - port: 8080
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: order-service
  namespace: ecommerce
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: order
  template:
    metadata:
      labels:
        app: order
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: python:3.9-slim
        command: ["/bin/sh", "-c"]
        args: ["pip install flask requests && python /app/order.py"]
        ports:
        - containerPort: 8080
        volumeMounts:
        - name: code-volume
          mountPath: /app
      volumes:
      - name: code-volume
        configMap:
          name: app-code
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: order-service
  namespace: ecommerce
spec:
  selector:
    app: order
  ports:
  - port: 8080
---
# ===========================
# Ingress 入口配置 (对外暴露)
# ===========================
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: shop-ingress
  namespace: ecommerce
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: order.shop.local  # 虚拟域名
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: order-service
            port:
              number: 8080

2. 执行部署

kubectl apply -f app-layer.yaml
这些 Pod 启动可能需要 1-2 分钟，因为它们需要在容器启动时运行 pip install 下载 Flask 库。

使用以下命令观察：

加上 -w 参数，实时观察状态变化
kubectl get pods -n ecommerce -w
等到 product-service, pay-service, order-service 全部变成 Running。

3. 最终验证

现在整个系统已经跑起来了，我们需要访问它。

快速验证 (在虚拟机内部) 直接用 curl 访问 Ingress Controller，强制指定 Host 头。
模拟访问下单接口
curl -H "Host: order.shop.local" http://127.0.0.1：<端口号>/create_order

成功说明：
流量入口：curl 请求通过 Ingress (Nginx) 进入集群。
总指挥：流量被路由到 Order Service (served_by 显示的那个 Pod)。
服务发现与调用：
Order Service 通过 K8s DNS 找到了 product-service，获取了 iPhone 信息。
Order Service 找到了 pay-service，完成扣款（由 pay-service-8b65... 这个 Pod 处理）。
结果聚合：Order Service 把所有结果打包成 JSON 返回。

第四阶段：连接真实数据库

需要修改 app-layer.yaml 中的 Product Service 部分：
安装驱动：在启动命令里加上 pymysql 库。
修改代码：把返回死数据改成连接 MySQL 查询。
执行 vim app-layer.yaml，找到 app-code ConfigMap 里的 product.py 和下面的 Deployment，按以下内容修改：

修改 ConfigMap 里的 product.py
把原来的 product.py 内容替换为：

  product.py: |
    from flask import Flask, jsonify
    import os, pymysql
    app = Flask(__name__)
    
    def get_db_connection():
        return pymysql.connect(
            host='mysql',        # K8s Service 名字，自动解析 IP
            user='root',
            password='123456',   # 之前设置的密码
            db='shop',
            charset='utf8mb4',
            cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor
        )
    
    @app.route('/product/<id>')
    def get_product(id):
        try:
            connection = get_db_connection()
            with connection.cursor() as cursor:
                # 真的去查数据库了！
                sql = "SELECT * FROM product WHERE id=%s"
                cursor.execute(sql, (id,))
                result = cursor.fetchone()
            connection.close()
            
            if result:
                # 把 Pod 名字加上，方便调试
                result['pod'] = os.getenv("HOSTNAME")
                # 转换 Decimal 类型为 float 避免 JSON 报错
                result['price'] = float(result['price'])
                return jsonify(result)
            else:
                return jsonify({"error": "Not Found"}), 404
        except Exception as e:
            return jsonify({"error": str(e)}), 500

    if __name__ == '__main__':
        app.run(host='0.0.0.0', port=8080)

修改 Deployment 的启动命令
找到 product-service 的 Deployment 部分，修改 args 这一行，加上 pymysql：

    containers:
     - name: app
       # ... 镜像和其他配置不变 ...
       # 注意：加上了 pymysql
       args: ["pip install -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ flask requests pymysql && python /app/product.py"]

执行更新

1. 应用新配置

kubectl apply -f app-layer.yaml

2. 重启 Product 服务 (让它加载新代码)

kubectl delete pods -n ecommerce -l app=product
等新的 Product Pod 跑起来之后，再次执行 curl：

curl -H "Host: order.shop.local" http://127.0.0.1:30628/create_order
观察变化：如果你看到的价格变成了 5999.0（在数据库初始化脚本里写的价格），而不是代码里写死的 8999，那就证明已经成功构建了一个包含：流量入口(Ingress)、服务发现(Service)、负载均衡、故障模拟、以及持久化数据库(MySQL)的完整 Kubernetes 微服务电商系统！

k8s从0到1设计高可用电商系统（2）应用层配置

第一阶段：配置存储入口

第一步：安装本地存储插件 (StorageClass)

第二步：安装 Ingress 控制器 (流量入口)

第三步：为项目创建专属空间

第二阶段：数据层部署

1. 创建数据层部署文件

2. 执行部署

3. 验证部署状态

第三阶段：微服务应用层（Application Layer）

1. 部署微服务群 (应用层)

2. 执行部署

3. 最终验证

第四阶段：连接真实数据库

1. 应用新配置

2. 重启 Product 服务 (让它加载新代码)