Kubernetes是一个开源容器编排系统，用于自动化容器化应用程序的部署，扩展和管理。 在 Kubernetes 上运行 PostgreSQL 数据库是目前经常会讨论到主题，因为 Kubernetes 提供了使用持久卷，有状态集等来配置有状态容器的方法。

本文旨在提供在 Kubernetes 集群上运行 PostgreSQL 数据库的步骤。

准备工作

• 一个 Kubernetes 集群
• 理解 Docker 的基础知识

你可以在任何公共云提供商（例如：AWS，Azure，Google云 或是 DigitalOcean 等）上配置Kubernetes集群。

要在 Kubernetes 上部署 PostgreSQL，我们需要执行以下步骤：

• Postgres Docker 镜像
• 用于存储 Postgres 配置的 ConfigMap
• 持久化卷 Persistent Volume
• PostgreSQL 的 k8s Deployment
• PostgreSQL 的 k8s Service

PostgreSQL Docker 镜像

我们使用官方仓库中的 PostgreSQL 11.7 Docker 镜像。 该映像将提供提供PostgreSQL 自定义配置/环境变量的功能，例如：用户名，密码，数据库名称和路径等。

配置 PostgreSQL 的 ConfigMap

我们将使用 ConfigMap 来存储 PostgreSQL 相关信息。 在这里，我们在配置映射中使用数据库，用户和密码，部署模板中的PostgreSQL pod将使用该数据库，用户和密码。

postgres-configmap.yaml:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: postgres-config
  labels:
    app: postgres
  namespace: dev
data:
  POSTGRES_DB: postgresdb
  POSTGRES_USER: postgresadmin
  POSTGRES_PASSWORD: admin12345

创建 Postgres ConfigMap 资源

$ kubectl create -f postgres-configmap.yaml 
configmap "postgres-config" created

持久化卷 Persistent Storage Volume

众所周知 Docker 容器本质上是临时的。 容器实例终止后，由容器或容器中生成的所有数据都将丢失。

为了保存数据，我们将在 Kubernetes 中使用 Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim 资源将数据存储在持久存储中。

在这里，我们使用本地目录/路径作为永久存储资源（/mnt/data）

kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:
  name: postgres-pv-volume
  labels:
    type: local
    app: postgres
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  hostPath:
    path: "/mnt/data"
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: postgres-pv-claim
  labels:
    app: postgres
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

如果你在使用 DigitalOcean，那么你可能不需要 Persistent Volume，因为你的 k8s 中默认会有一个名为 do-block-storage 的 SC。

所以我们只需一个 PVC：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-pvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi
  storageClassName: do-block-storage

PostgreSQL Deployment

用于 Deployment 的 PostgreSQL 容器使用 PostgreSQL 11.7。 它使用 PostgreSQL 我们先前创建的configmap中的配置，例如：用户名，密码和数据库名称。 它还会挂载从持久卷创建的卷，并声明使 PostgreSQL 容器的数据持久化。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: postgres-deployment
spec:
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: postgres
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres:11.7
          imagePullPolicy: "IfNotPresent"
          ports:
            - containerPort: 5432
          envFrom:
            - configMapRef:
                name: postgres-config
          volumeMounts:
            - mountPath: /var/lib/postgresql/data
              name: postgredb
      volumes:
        - name: postgredb
          persistentVolumeClaim:
            claimName: postgres-pv-claim

PostgreSQL 版本选择

对于 Postgres 的版本选择，一般使用最新的大版本下面一号版本的最新 minor 版本。比如，目前本有：12.2、11.7、10.12 和 9.6.17。其中 9.6 的话还有一年就会停止维护，版本 10 将在 2022 年停止维护，以此类推。所以选择目前最高版本 12 下面一号版本 11 或者 10 将是我们的首选。参考

创建 Postgres deployment：

$ kubectl create -f postgres-deployment.yaml 
deployment "postgres" created

PostgreSQL Service

要访问部署或容器，我们需要暴露 PostgreSQL Deployment。 Kubernetes提供了不同类型的服务，例如 ClusterIP，NodePort 和 LoadBalancer。

使用 ClusterIP，我们可以在 Kubernetes 中访问 PostgreSQL 服务。 NodePort 可以在 Kubernetes 节点上公开服务端点。 为了从外部访问PostgreSQL，我们则需要使用一个 Load Balancer 服务类型，该服务类型可以在外部公开。

postgres-service.yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: postgres-service
  labels:
    app: postgres
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 5432
    targetPort: 5432
    protocol: TCP
  selector:
   app: postgres

创建 Postgres Service：

$ kubectl create -f postgres-service.yaml 
service "postgres" created

查看运行结果

$ kubectl get svc postgres
NAME               TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
postgres-service   NodePort   10.245.62.239   <none>        5432:32312/TCP   6h10m

大功告成！
参考文档：https://hanggi.me/post/kubernetes/k8s-postgresql/