帶你將 Node.js Web App 給 Docker 化，並用 Kubernetes 部署的超簡單範例

林鼎淵 — Fri, 21 Jan 2022 10:28:04 +0800

公司很早就導入了 Kubernetes（K8s），主要是為了自動化部署以及管理、監測多台機器上的 Container，在遇到高併發情境時可以自動擴展。過去我都是以輔助者的角色跟 DevOps 說我希望有哪些功能，所以便藉著寫這篇文章的機會來初探這個已經成為業界潮流的技術。

文章大綱
一、安裝 Docker、kubectl、minikube 等工具
  ➤ 安裝 Docker
  ➤ 安裝 kubectl
  ➤ 安裝 minikube
二、建立 Node.js Web App
  ➤ 建立「package.json」
  ➤ 建立「server.js」
  ➤ 運行 Node.js Web App
三、將 Node.js Web App 給 Docker 化
  ➤ 建立「Dockerfile」
  ➤ 建立「.dockerignore」
  ➤ 製作 Docker Image
  ➤ 印出建立的 Images
  ➤ 將建立好的 Docker Image 跑起來
  ➤ 確認 Docker Image 運行狀態，並進入網址確認畫面如預期
四、撰寫 K8s 使用的 yaml 檔＆部署 K8s
  ➤ K8s 的 yaml 檔基礎說明
  ➤ K8s 部署
  ➤ 查看部署後 pods 狀態
  ➤ 取得 deployment 的外部 ip，確認是否會顯示網頁
  ➤ 刪除執行中的 K8s
  ➤ 關閉 minikube

本篇文章是在 Mac 的作業系統下操作的

一、安裝 Docker、kubectl、minikube 等工具

安裝 Docker

前往官網下載 Docker 安裝檔，安裝過程就是狂按下一步，這裡就不再多做介紹，下載後要把 App 打開依照步驟執行才算是完成安裝喔！

這邊建議順便註冊一組 Docker 帳號，方便你日後的操作。

安裝 kubectl

安裝他才能操作 K8s 喔！

# 安裝 kubectl
brew install kubectl
# 確認是否安裝成功
kubectl version --client
# 查看目前 cluster 運行狀態
kubectl get all

安裝 minikube

這個工具可以讓你在本機(Local)架設 K8s 叢集(Cluster)喔！

# 安裝 minikube
brew install minikube
# 啟動 minikube，啟動 k8s cluster
minikube start
# 查看 minikube 狀態
minikube status
# 取得目前 minikube 的 IP address
minikube ip

二、建立 Node.js Web App

你也可以直接去筆者的 github，直接將專案 Clone 到本機來做測試。

建立「package.json」

{
  "name": "docker_web_app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Node.js on Docker",
  "author": "Dean Lin",
  "main": "server.js",
  "scripts": {
    "start": "node server.js"
  },
  "dependencies": {
    "express": "^4.17.2"
  }
}

原始碼：node_web_app.json（GitHub Gist）

建立「server.js」

"use strict";

const express = require("express");

// Constants
const PORT = 8080;
const HOST = "0.0.0.0";

// App
const app = express();
app.get("/", (req, res) => {
  res.send("Hello World");
});

app.listen(PORT, HOST);
console.log(`Running on http://${HOST}:${PORT}`);

原始碼：node_web_app.js（GitHub Gist）

運行 Node.js Web App

在終端機先輸入yarn將套件安裝，再輸入yarn start確認專案可以運行。

如果你是 Clone 筆者專案，記得要 cd 進入 docker_web_app 裡面再安裝＆執行喔！

看到 Hello World 就恭喜完成第一步嚕

三、將 Node.js Web App 給 Docker 化

建立「Dockerfile」

填寫製作 Docker Image 時需要參考的環境＆指令。

FROM node:14

# Create app directory
WORKDIR /usr/src/app

# Install app dependencies
# A wildcard is used to ensure both package.json AND package-lock.json are copied
# where available (npm@5+)
COPY package*.json ./

RUN npm install
# If you are building your code for production
# RUN npm ci --only=production

# Bundle app source
COPY . .

EXPOSE 8080
CMD [ "node", "server.js" ]

原始碼：Dockerfile（GitHub Gist）

建立「.dockerignore」

填寫製作 Docker Image 時不想要複製的檔案。

node_modules
npm-debug.log

原始碼：.dockerignore（GitHub Gist）

製作 Docker Image

# 登入 Docker
docker login
# ！如果 Docker app沒有開啟就執行下面步驟會報錯！
# 建立 Docker Image
docker build . -t /node-web-app
# 筆者範例指令
docker build . -t babydragon9703111/node-web-app

印出建立的 Images

docker images

將建立好的 Docker Image 跑起來

# 裡面填寫的 port 是本地端要跑的（對外 port）
docker run -p [port]:8080 -d /node-web-app
# 筆者範例指令
docker run -p 8080:8080 -d babydragon9703111/node-web-app

確認 Docker Image 運行狀態，並進入網址確認畫面如預期

# Get container ID
docker ps

# Print app output
docker logs

看到 Hello World 就距離成功非常接近嚕！

四、撰寫 K8s 使用的 yaml 檔＆部署 K8s

K8s 的 yaml 檔基礎說明

apiVersion：API 版本，需要依照 kind 的物件來決定 version。
kind：建立的物件。
metadata：描述物件及標籤。
spec：物件要的功能。

建立nodetest-k8s.yaml來做測試範例，裡面的 image 等相關資訊記得算成自己的

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: node-app-service
spec:
  selector:
    app: node-web-app
  ports:
    - protocol: "TCP"
      port: 8080
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: node-web-app
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: node-web-app
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: node-web-app
    spec:
      containers:
        - name: node-web-app
          image: babydragon9703111/node-web-app:latest
          imagePullPolicy: Always
          ports:
            - containerPort: 8080

原始碼：nodetest-k8s.yaml（GitHub Gist）

K8s 部署

# 啟動 k8s cluster
minikube start

# 執行部署
kubectl apply -f nodetest-k8s.yaml

查看部署後 pods 狀態

# 此指令會查 default namespace 的資源
kubectl get pods

因為我們在 spec 的 replicas 的值設為 3，所以會產生 3 個 pods。

取得 deployment 的外部 ip，確認是否會顯示網頁

minikube service node-app-service --url

如果網頁有正確顯示就大功告成啦～

刪除執行中的 K8s

# 指定刪除剛剛建立的 K8s
kubectl delete -f nodetest-k8s.yaml

剛下達指令刪除時，在 STATUS 的部分會顯示 Terminating，過一段時間就會消失嚕～

關閉 minikube

# 如果沒關閉的話，你會發現電腦燙燙的，CPU 居高不下
minikube delete

以上就是 Node.js X Docker X Kubernetes 超簡單範例啦！希望讀者可以透過這篇文章對這些技術有基礎認識～

如果想更近一步了解 K8s Auto Scaling 的技術，歡迎閱讀筆者寫的這篇文章：「模擬 K8s Auto Scaling（可在 Local 端測試）」

教學範例｜林鼎淵 Dean Lin