K8s上是否运行数据库，取决于哪些因素？
极客时间编辑部
讲述：丁婵大小：5.64M时长：06:09
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如今，越来越多的应用部署在 Kubernetes 上的容器中，因此 Kubernetes 也被称为“云端的 Linux”。尽管在应用层（application layer）的容器化有了大量增长，但数据层（data layer）在容器化方面得到的关注并不多。因为容器化工作流本来就需要足够的弹性，才能应对重启、扩展、虚拟化和其他限制。所以处理数据库的可持久化、对应用程序其他层的高可用性和数据库的冗余等方面，有非常具体的要求。这就使得数据库在分布式环境中运行起来很有挑战性。
然而，数据层得到更多关注，是因为很多开发者想要像处理应用层技术栈一样处理数据层基础架构。运维人员希望使用同样的工具来运维数据库和应用程序，而且数据层和应用层能达到相同的收益，跨不同环境的快速启动和可重复自动完成。最近，Google Cloud 解决方案架构师本杰明·古德（Benjamin Good）发文探讨了什么时候，以及哪些类型的数据库可以在 Kubernetes 上有效运行。InfoQ 对其进行了翻译，供你参考。
在深入探讨 Kubernetes 上运行数据库的注意事项之前，先了解下 Google Cloud 平台（GCP）上运行数据库都有哪些选项，以及这些数据库的最佳用法。
完全托管的数据库。包括 Cloud Spanner、Cloud Bigtable 和 Cloud SQL 等。这些都是低运维成本的选则，因为 Google Cloud 会承担很多日常维护的工作，如备份、补丁和扩展等。开发者或运维人员无需人为干预，只要创建一个数据库，构建自己的 APP，然后交给 Google Cloud 进行扩展。这也意味着你可能无法使用到自己想要的数据库版本、扩展或某种类型的数据库。
在虚拟机上自行操作的数据库。也可称为“全运维选项”，构建数据库、扩展数据库、管理可靠性、配置备份等通通需要自行设定。这虽然工程量巨大，但所有的功能和数据库类型的选择都在自己的掌握之中。
在 Kubernetes 上运行的数据库。在 Kubernetes 上运行数据库更接近于全运维选项，但是可以从 Kubernetes 提供的自动化功能中，享受一些好处，以支持数据库应用程序的运行。话虽如此，但需要记住的是，Pods 也就是数据库应用容器是瞬时性的，所以数据库应用重启或故障切换的可能性较大。此外，由于容器化后增加了抽象功能，一些数据库管理任务，如备份、缩放、调优等，都是不一样的。
在 Kubernetes 上运行数据库的技巧
如果选择走 Kubernetes 路线，你需要思考运行哪些数据库，由于 Pods 至关重要，因此发生故障转移事件的可能性，比传统部署或完全托管的数据库要高。如果这个数据库内置支持分片（sharding）、故障选举（failover election）和复制等设计，那么在 Kubernetes 上运行会更简单。一些开源项目提供自定义资源和控制器，来帮助管理容器化的数据库。
接下来，考虑数据库在应用和业务的上下游中起到的作用。存储更多临时的和缓存层的数据库更适合 Kubernetes。这种类型的数据层通常在应用中更有弹性，整体体验更好。
最后，确保你了解数据库中可用的复制模式。异步传输模式可能会出现数据丢失，因为数据库事务（transaction）可能会被提交到主要数据库，而不会提交到次要数据库。因此，一定要明确是否会产生数据丢失，以及在自己的应用程序中，有多少数据丢失是可以接受的。
在评估了以上这些方面后，你最终会得到一个类似于下图这样的决策树：
如何在 Kubernetes 上部署数据库？
现在，深入了解一下如何使用 StatefulSets 在 Kubernetes 上部署数据库。借助 StatefulSet，你的数据可以存储在 Persistent Volume 上，将数据库应用程序与持久化存储解耦，因此当重新创建一个 Pod（如数据库应用程序）时，所有的数据依然存在。此外，当在 StatefulSet 中重新创建一个 Pod 时，它将保持相同的名称，所以你会有一个一致的端点来连接。持久数据和一致的命名是 StatefulSets 最大的两个特点。你可以查看 Kubernetes 文档了解更多细节。
如果你要运行一个不完全适合 Kubernetes 承载的数据库类型，可以考虑使用 Kubernetes Operators 或包含其他改进特性的数据库项目，使得数据库适合容器化环境运行。Operator 会帮助你启动这些数据库，并执行数据库维护任务，如备份和复制。
Operator 借助自定义资源和控制器，通过 Kubernetes API 来暴露特定操作。还有一些其他项目你可能会感兴趣，比如 PostgreSQL 的 Patroni。这些项目进一步用到了 Operator。它们围绕着各自的数据库构建了许多工具，从而可以在 Kubernetes 内部进行操作。可能包括的补充功能是，分片、主从选举以及故障转移功能，这些功能都是在 Kubernetes 中成功部署 MySQL 或 PostgreSQL 所需的。
以上就是今天的内容，希望对你有所帮助。
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