在 Kubernetes 上运行 MongoDB

by Canonical on 26 December 2023

通过容器，能够以轻量级、可移植且一致的方式打包应用及其依赖项。容器提供隔离的环境，确保应用在不同环境中可靠地运行。由于容器能够带来诸多好处，企业和精通技术的个人都使用容器技术。然而，随着容器使用量的增加，容器编排工具已成为管理集群的必要工具。

Kubernetes 简称 k8s，是广为人知的容器编排工具，并且已发展为功能丰富的云原生平台。Kubernetes 帮助管理容器的生命周期，尤其是在大型动态环境中。Kubernetes 能够自动实现容器化工作负载和服务的部署、联网、扩展与可用性。运行少量容器——轻量级并且通常具有短暂性——很容易手动完成。但是，如果没有容器编排平台的自动化功能，在生产环境中大规模管理容器将是一个严峻的挑战。

在数据库方面，组织想要在公共、私有和混合环境中构建和运行可扩展的数据库应用。因此，MongoDB 等容器化数据库可在 Kubernetes 中运行，并且能够受益于可移植性，帮助团队最大限度减少供应商锁定，获得 DevOps 友好性、可扩展性和成本效益。

为何在 Kubernetes 上运行 MongoDB？

在 Kubernetes 上运行 MongoDB 可能很复杂，但十分有价值，因为这允许您对 MongoDB 实例进行容器化和编排，从而实现可扩展性和弹性，并简化管理。下面列出了一些好处： 

可扩展性：通过添加或移除数据库实例的副本，Kubernetes 允许更轻松地水平扩展 MongoDB。这样，当您的应用增长或使用量激增时，您可以动态处理增加的工作负载和流量。

高可用性：Kubernetes 提供副本集和 StatefulSet 等特性，以确保 MongoDB 实例高度可用。如果节点出现故障，Kubernetes 可自动重新调度 pod，以维持所需数量的副本，从而帮助防止停机。

编排：Kubernetes 对底层基础设施进行抽象处理，以便简化 MongoDB 部署的管理和编排。在声明式配置文件中，您可以定义您的 MongoDB 资源，包括 pod、服务和存储。

在 Kubernetes 中运行 MongoDB 可带来诸多好处，但是要使生产就绪型数据库在 Kubernetes 中运行，您究竟需要什么？除了上面列出的考虑因素，还需要考虑安全性、部署就绪性、备份和还原、监控等多个因素。

Ubuntu 用于在 Kubernetes 上托管 MongoDB

目前，Canonical 正在维护一个名为 Charmed MongoDB 的项目，这是 K8s 运算符，其中包含的代码接管自动化任务，以管理 Ubuntu 中托管的 MongoDB。该 K8s 运算符也称为 K8s charm，这是封装在可重用软件包中的业务逻辑，能够自动处理应用生命周期的方方面面，在本例中是 MongoDB。 

该运算符基于 Juju，这是适用于软件运算符的开源编排引擎，能够在任意基础设施上以任意规模部署、集成应用并管理其生命周期。

为支持 Kubernetes 中运行的应用，Canonical 还维护另外两个经过 CNCF 认证的 Kubernetes 发行版： Charmed Kubernetes 和 MicroK8s，以帮助简化和加速 Kubernetes 的部署。

开始使用

Charmed MongoDB K8s 运算符为 MongoDB 提供从第 0 天到第 2 天的自动操作管理。Charmed MongoDB 项目正在持续开发中；随着时间推移，我们将不断提供更丰富的功能。 

开始前，您必须具备以下环境：Ubuntu 操作系统、一组最低限度的 CPU、存储和 RAM。您还必须熟悉基本终端命令和 MongoDB 概念，比如复制和用户。 

之后，您需要使用 Microk8s 和 Juju 设置环境。

然后，您可以使用 Charmed MongoDB 管理以下操作：

• 使用单个命令部署 MongoDB。
• 直接访问管理员数据库。
• 通过复制增加可用性。
• 更改管理员密码。
• 通过 Juju 关系自动创建 MongoDB 用户。
• 通过 TLS 实现安全通信。

学习在您的机器中使用 Charmed MongoDB（K8s 运算符）

结论

在公共、私有和混合环境中运行数据库集群可提供多项好处。Kubernetes 提供额外的优势，包括可移植性、减少供应商锁定、DevOps 友好性、可扩展性和成本效益。

虽然在 Kubernetes 中运行 MongoDB 具有多项优势，但值得注意的是，在容器化环境中管理分布式数据库也面临挑战，要想实现成功部署，离不开仔细规划、监控和优化。此外，了解最新的最佳实践和不断发展的技术有助于充分利用该方法。

Canonical 为 MongoDB 等数据库提供安全补丁、支持、咨询和托管服务，因此您可以在 Kubernetes 中无缝部署和运行数据库。欢迎联系我们以了解更多信息。

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