如何使用 Okteto 在 Kubernetes 上部署 Python 应用程序

介绍

Okteto 是一个开发平台，用于简化 Kubernetes 应用程序的开发过程。它允许开发人员直接在 Kubernetes 集群中构建和测试他们的应用程序，而无需设置复杂的本地开发环境。Okteto 支持对在 Kubernetes 集群中运行的应用程序进行实时更新，使开发人员能够实时查看其代码更改，而无需重新构建或重新部署其应用程序。

在本教程中，您将创建一个 Python 应用程序，并使用 Okteto 将其部署在 Kubernetes 上。

先决条件

在开始本教程之前，需要满足以下条件：Before you begin this tutorial， you'll need the following：

• Kubernetes 1.28 集群。在本教程中，设置将使用至少具有 3 个节点（每个节点 4 个 CPU 和 16GB）的 DigitalOcean Kubernetes 集群

• kubectl 已安装并配置为与群集通信。

• Docker Hub 帐户。

• 在本地计算机上运行的 Docker。

• 使用Okteto必须获得许可证。注册 Okteto 30 天免费试用版以获得许可证密钥。

• Helm 包管理器安装在本地计算机上。为此，请完成如何使用 Helm 3 包管理器在 Kubernetes 集群上安装软件教程的步骤 1。

• 指向 Nginx Ingress 使用的负载均衡的完全注册域名。您需要创建一个 A 包含名称 * 和负载均衡器 IP 的记录。

步骤 1 - 创建 Python 应用程序

首先，您需要确保 Python 安装在 Ubuntu 系统上。您可以通过打开终端并键入以下内容来检查：

--version

如果安装了 Python，则此命令将显示 Python 的版本。如果没有，您可以使用以下命令安装它：

sudoaptinstall-y

接下来，创建一个目录来存储应用程序代码和其他配置。

mkdir my-app

接下来，导航到应用程序目录并创建一个虚拟环境来隔离项目依赖项。

cd my-app

• python3
-m
• venv python-env

接下来，使用以下命令激活虚拟环境。

source python-env/bin/activate

接下来，为应用程序创建新的 Python 文件。例如，创建一个简单的 app.py 文件：

nano app.py

添加以下代码：

import Flask

• app
=
• 烧瓶
（__name__）
• @app.route
（'/'）
• def hello
（）
• ：
返回“你好，这是一个简单的 Python 应用程序！如果
• __name__
==
'__main__'：
• app.run
（
• debug
=
• True，
主机='0.0.0.0'）

接下来，安装 Flask Web 框架。

install flask

现在，使用以下命令运行 Python 应用程序。

您将看到以下输出。

Output(0.0.0.0)

• * 在 http://127.0.0.1:5000 上运行 * 在 http://172.20.10.2:5000 上运行 按 CTRL+C 退出 * 使用
统计数据
• 重新启动 * 调试器处于活动状态
！
• * 调试器密码：311-959-468

现在 Flask 应用程序正在本地运行，您可以使用以下命令 curl对其进行验证：

curl-X-H"Content-Type: application/json" http://localhost:5000

您应该会从 Flask 应用程序收到以下响应。

OutputHello, This is a simple Python App!

完成项目处理后，可以通过运行以下命令停用虚拟环境：

deactivate

此时，您已经创建了一个 Python 应用程序并在本地对其进行了测试。

步骤 2 - Dockerize Python 应用程序

Docker化 Python 应用程序涉及创建一个 Docker 映像，其中包含运行应用程序所需的 Python 环境和依赖项。

首先，创建一个在 Python 应用程序的根目录中命名 Dockerfile 的文件。

nano Dockerfile

添加以下内容：

# Use an official Python runtime as a parent image

• 来自 python：3.8-slim
# 设置容器中的工作目录
• WORKDIR /app
# 将当前目录内容复制到容器中 /app
• 添加
.
• /app
# 安装 requirements.txt 中指定的任何需要的依赖项
• RUN pip
安装
• 烧瓶
# 使端口 5000 在此容器之外的世界可用
• 曝光
5000# 定义环境变量
• 环境名称 DockerizedPythonApp
# 容器启动时运行 app.py
• CMD
[“python3”
• ，
“./app.py”]

在此 Dockerfile 中：

• FROM python:3.8-slim：指定要使用的基础映像。您正在使用安装了 Python 3.8 的官方 Python 映像。

• WORKDIR /app：将容器中的工作目录设置为 /app。

• ADD . /app：将当前目录的内容复制到容器 /app 的目录中。

• RUN pip install flask：安装 Flask 框架。

• EXPOSE 5000：公开端口 5000 以允许传入连接。

• CMD ["python3", "app.py"]：指定容器启动时要运行的命令。在本例中，它运行 app.py.

现在，运行以下命令，根据 Dockerfile 中的说明生成映像。

docker-t.

生成 Docker 映像后，可以使用生成的映像在容器中运行应用程序：

docker-dit-p5000:5000 my-app:latest

此命令从 my-app 映像运行容器，并将容器端口映射到主机端口 5000。

可以使用该命令验证正在运行的 docker ps 应用容器。

dockerps

输出将是：

OutputCONTAINER ID   IMAGE           COMMAND              CREATED         STATUS         PORTS                                       NAMES

• 761c54c77411 my-app：latest  
“python3 ./app.py”
•  
3
• 秒前 向上
3
• 秒  
0.0.0.0
• ：5000-
>5000
• /tcp， ：：：5000-
>5000
• /tcp pedantic_wescoff

打开 Web 浏览器或使用 curl 使用 URL http://your-server-ip:5000 访问应用程序。您应该会看到一条消息 Hello, This is a simple Python App! ，指示您的 Python 应用程序正在 Docker 容器内运行。

到目前为止，您已经成功地对 Python 应用程序进行了 docker化。

步骤 3 - 将 Python Docker 映像推送到 DockerHub 注册表

首先，您需要有一个 DockerHub 帐户。如果没有，可以在 DockerHub 网站上创建它。

使用命令 docker login 登录 Docker Hub。系统将提示你输入 Docker Hub 用户名和密码。

docker

此命令的输出为：

Outputhead over to https://hub.docker.com to create one.

• 用户名： username@gmail.com 密码： 警告
！
• 您的密码将以未加密的方式存储
在
• /root/.docker/config.json 中。 配置凭据帮助程序以删除此警告。看
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials 店
• 登录成功

在将映像推送到 Docker Hub 之前，您还需要使用 Docker Hub 用户名和所需的存储库名称对其进行标记。

docker tag my-app yourusername/my-app:latest

现在，您可以使用该 docker push 命令将 Docker 映像推送到 Docker Hub。

docker push yourusername/my-app:latest

推送映像后，可以通过使用 Docker Hub CLI 搜索映像来验证它在 Docker Hub 上是否可用。

docker search yourusername/my-app

Python 应用 Docker 映像现已在 Docker Hub 上提供，可以由其他人拉取或部署到各种环境。

步骤 4 - 创建 Kubernetes 清单以部署 Python 应用程序

现在，您需要使用 Okteto 创建一个 Kubernetes 清单文件，以定义名为 my-app的应用程序的部署、服务和入口资源。

nano k8s.yaml

将以下配置添加到文件中。

apiVersion: apps/v1

kind：
• 部署
元数据：
•  
名称：My-App产品规格：
•  
选择器：matchLabels：
•  
应用：my-app
•  
模板：元数据：
•  
标签：应用：my-app产品规格：
•  
容器：
•  
-
图片：
• YouruserName/
my-app名称：My-App---api版本：
• v1
kind：
• 服务
元数据：
•  
名称：My-App产品规格：
•  
类型：
• ClusterIP  
端口：
•  
-
名称：“my-app”端口：5000
•  
选择器：应用：my-app---api版本：
• networking.k8s.io/v1
kind：
• 入口
元数据：
•  
名称：My-App
•  
注释：dev.okteto.com/generate-host：
my-app产品规格：
•  
活动规则：-
网址：路径：
•  
-
后端：
•  
服务：名称：My-App端口：
•  
货号：
5000路径：
• /
pathType：
• 特定于实现

上面的文件部署了一个名为 using Okteto 的应用程序 my-app ，通过端口 5000上的 ClusterIP 服务在内部公开它，并设置一个 Ingress 资源来将 HTTP 流量路由到应用程序。特定于 Okteto 的注释用于启用 Okteto 提供的某些功能，例如自动生成主机名。

第 5 步 - 使用 Helm 安装 Okteto

首先，您需要将 Okteto Helm 存储库添加到您的 Helm 客户端。

add okteto https://charts.okteto.com

添加 Okteto Helm 存储库后，应更新 Helm 存储库，以确保您拥有有关可用图表的最新信息：

helm repo update

接下来，为 Okteto 创建一个 config.yaml 。

nano config.yaml

添加您的 Okteto 许可证密钥、子域和其他配置，如下所示：

license: INSERTYOURKEYHERE

子域：
• okteto.example.com
构建套件：
•  
持久性：已启用：True注册表：
•  
存储：文件系统：
•  
持久性：已启用：True

注意：将许可证密钥替换为您的有效 Okteto 许可证密钥和 okteto.example.com 您的域名。

现在，使用 config.yaml 配置文件安装最新版本的Okteto。

install-f--namespace okteto --create-namespace

安装 Okteto 后，您将获得以下输出。

OutputNAME: okteto

• 上次部署时间：
2024 年 3
• 月
12
• 日星期二
20
• ：27：21 NAMESPACE： okteto 状态：已部署 修订版：
1
• 测试套件：无 笔记： 恭喜
！
• Okteto 安装成功
！
• 按照以下步骤完成域配置：
1
• . 创建一个通配符 A 记录
“*.okteto.example.com”
• ，将其指向 Okteto NGINX 入口控制器 External-IP：   $ kubectl get
service
-l=
• app.kubernetes.io/name
=
• ingress-nginx，app.kubernetes.io/component
=
• controller
--namespace=
• okteto
2
• . 通过
“https://okteto.okteto.example.com/login #token=88f8cc11”访问您的 Okteto 实例

注意：记住上面输出中的个人访问令牌 88f8cc11 。您将需要它来验证 Okteto。

等待一段时间，然后获取 DigitalOcean 动态分配给您刚刚安装并配置为 Okteto 一部分的 NGINX Ingress 的 IP 地址：

service-l=app.kubernetes.io/name=ingress-nginx,app.kubernetes.io/component=--namespace=okteto

您将看到以下输出。

OutputNAME                              TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP    PORT(S)                      AGE

• okteto-ingress-nginx-controller 负载平衡器  
10.101.31.239
•  
45.76.14.191
•  
80
• ：31150/TCP，443：31793/TCP 3m21s

您需要获取该 EXTERNAL-IP 地址并将其添加到您选择使用的域的 DNS 中。这是通过创建 A 名为 *的记录来完成的。

现在，打开您的 Web 浏览器并访问您的 Okteto 实例 https://okteto.okteto.example.com/login#token=88f8cc11。

步骤 6 - 安装和配置 Okteto CLI

Okteto CLI 是一个开源命令行工具，允许您直接在 Kubernetes 上开发应用程序。

您可以使用 在 Linux 和 macOS curl上安装 Okteto CLI。打开终端并运行以下命令：

sudocurl-sSfL|sh

安装完成后，您可以通过运行以下命令来验证 Okteto CLI 是否已正确安装：

okteto version

此命令将显示系统上安装的Okteto CLI版本。

Output2.25

接下来，您需要使用您的个人访问令牌通过 Okteto CLI 进行身份验证。

--token 88f8cc11 --insecure-skip-tls-verify

其输出将是：

Output✓  Using okteto-admin @ okteto.okteto.example.com

接下来，运行以下命令以验证是否配置了 Okteto CLI。

okteto context list

这将给出以下输出：

OutputName                                      Namespace     Builder                                 Registry

• https://okteto.okteto.example.com * okteto-admin tcp://buildkit.okteto.example.com:443 registry.okteto.example.com vke-4b7aaaa6-78fa-4a19-9fb3-cf7b8c1ec678 默认      
docker
•                                  -

第 7 步 - 创建您的 Okteto 清单

要开始开发 Python 应用程序，您需要创建一个 Okteto 清单文件并定义开发环境的配置。

让我们为一个简单的 Python 应用程序创建一个 okteto.yaml 文件。

nano okteto.yaml

添加以下配置。

deploy:

•  
-
• kubectl 应用
-
• f k8s.yaml
开发：
•  
我的应用程序：命令：
• bash
环境：
•  
-
• FLASK_ENV=发展
同步：
•  
-
• .
：
• /应用程序
反转：
•  
-
• 9000
：9000卷：
•  
-
• /根/.cache/pip

在上面的文件中，

• deploy：本部分定义部署配置。当您运行 okteto up or okteto deploy时，Okteto 将执行 kubectl apply -f k8s.yaml 命令以部署文件中定义 k8s.yaml 的 Kubernetes 资源。这允许您将部署配置与开发环境配置分开指定。

• command: bash：指定开发环境启动时要运行的命令。

• environment：指定要在开发环境中设置的环境变量。在本例中，它设置为 FLASK_ENV 开发。

• sync：指定要在本地计算机和开发环境之间同步的文件夹。它将当前目录 (.) 与 /app 开发环境中的目录同步。

• reverse：指定端口转发规则，用于将开发环境中的端口公开到本地计算机。在这种情况下，它会将端口 9000 从开发环境转发到本地计算机上的端口 9000 。

• volumes：指定要挂载到开发环境中的其他卷。在这种情况下，它会将可能用于缓存 pip 包的目录装载 /root/.cache/pip 到开发环境中。

现在，使用以下命令将 Python 应用程序部署到 Kubernetes 集群。

okteto deploy

成功部署后，你将看到以下输出。

Outputdeployment.apps/my-app created

• 已创建服务/我的应用程序 ingress.networking.k8s.io/my-app 创建 i
“Okteto”
• 没有可用的端点
。
• 点击此
链接，
• 详细了解如何
为
• 应用程序创建公共终结点：    https://www.okteto.com/docs/cloud/ssl/ ✓ 开发环境
“Okteto”
• 成功部署 我运行
“okteto up”
• 以激活您的开发容器

接下来，返回您的 Web 浏览器并刷新 Okteto 仪表板。您将看到已部署的应用程序：

您还可以使用 URL https://my-app-okteto-admin.okteto.example.com 访问 Python 应用程序。

步骤 8 - 直接在 Kubernetes 上开发 Python 应用程序

在本节中，您将使用该 okteto up 命令直接在 Kubernetes 上部署 Python 应用程序。此命令会将本地代码与开发环境同步。您可以在本地计算机上使用首选的 IDE 或文本编辑器修改代码，更改将自动与 Kubernetes 中的开发环境同步。

让我们使用 Okteto 启动开发环境：

okteto up

此命令将根据文件中指定的 okteto.yaml 配置创建开发环境。

Outputi  Using okteto-admin @ okteto.okteto.example.com as context

• 我  
“Okteto”
• 已经部署。要重新部署，请运行
“okteto deploy”
• 或
“okteto up --deploy”
• i 构建部分未在您的 okteto 清单
中
• 定义 ✓ 成功附加持久卷 ✓ 成功拉取图像 ✓ 文件同步    背景：okteto.okteto.example.com    命名空间： okteto-admin    名称：my-app    反转：  
9000
<
• -
9000
• root@my-app-okteto-7767588c8d-ndzj7：/app
#

接下来，运行 Python 应用程序：

您将看到以下输出。

Output'app'

• * 调试模式：开启 警告：这是一台开发服务器。请勿在生产部署
中
• 使用它。请改用生产 WSGI 服务器。 * 在所有地址
上运行 （0.0.0.0）
• * 在 http://127.0.0.1:5000 上运行 * 在 http://10.244.97.92:5000 上运行 按 CTRL+C 退出 * 使用
统计数据
• 重新启动 * 调试器处于活动状态
！
• * 调试器密码：126-620-675

现在，编辑您的 app.py 应用程序文件：

nano app.py

修改以下行：

    return"Hello, This is a simple Python App Deployed on Kubernetes"

保存并关闭文件。Okteto 将自动检测代码更改并立即将其应用于 Kubernetes。

返回 Web 浏览器并重新加载 Python 应用程序的页面。您将在以下屏幕上看到修改后的应用程序。

结论

在本教程中，你已创建一个基本的 Python 应用程序，并使用 Okteto 将其部署在 Kubernetes 集群上。Okteto 能够将本地代码更改与开发环境实时同步，从而实现快速开发迭代和对代码更改的即时反馈。总体而言，Okteto 使开发人员能够专注于构建高质量的 Python 应用程序，而无需担心 Kubernetes 基础设施的复杂性。