1. 概述
随着云原生应用的不断发展，Kubernetes 已成为现代应用编排的核心平台。在实际生产环境中，一个应用往往由多个组件构成，例如前端、后端、数据库等。多 Pod 部署（Multi-Pod Deployment）是 Kubernetes 中管理这类复杂应用的关键方式。
通过多 Pod 部署，我们可以将不同组件分别部署在独立的 Pod 中，从而实现灵活的资源管理、独立扩缩容、故障隔离等能力。本文将带你一步步搭建一个包含前端、后端和数据库的多 Pod 应用架构，帮助你掌握 Kubernetes 多组件协同部署的核心技能。
2. 理解多 Pod 部署
2.1. 多 Pod 部署的优势
使用多 Pod 部署的主要优势包括：
✅ 可扩展性：每个组件可以根据负载独立扩缩容
✅ 高可用性：某个 Pod 故障不影响其他组件运行
✅ 易维护性：组件间解耦，便于独立更新和调试
这些特性使得应用更具弹性、更易维护，也更贴近云原生的设计理念。
2.2. 核心 Kubernetes 概念
在进入实操前，我们需要了解两个关键概念：
- Deployment：用于定义 Pod 的期望状态，包括副本数、镜像、资源配置等
- Service：为 Pod 提供稳定的访问入口，实现负载均衡和网络抽象
这两个资源对象共同构成了多 Pod 应用部署和访问的基础。
3. 配置多 Pod 部署
我们以一个典型的 Web 应用为例，包含以下三个组件：
- 前端：使用 Nginx 提供静态资源服务
- 后端：运行业务逻辑，监听 8080 端口
- 数据库：MongoDB，用于数据持久化
每个组件都部署在独立的 Pod 中，便于独立管理。
3.1. 前端 Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: frontend-deployment
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: frontend
template:
metadata:
labels:
app: frontend
spec:
containers:
- name: nginx-container
image: nginx:latest
ports:
- containerPort: 80
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "250m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
✅ 说明：
- 启动 3 个副本，提升可用性
- 设置资源请求和限制，避免资源争抢
- 使用标签
app: frontend用于后续 Service 关联
3.2. 后端 Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: backend-deployment
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: backend
template:
metadata:
labels:
app: backend
spec:
containers:
- name: backend-container
image: my-backend-app:latest
ports:
- containerPort: 8080
resources:
requests:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
limits:
memory: "256Mi"
cpu: "1"
env:
- name: DATABASE_URL
value: "mongodb://db-service:27017"
✅ 说明：
- 设置环境变量
DATABASE_URL，指向数据库 Service 名称db-service - 资源配置高于前端，反映其更高负载需求
3.3. 数据库 Deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: db-deployment
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: database
template:
metadata:
labels:
app: database
spec:
containers:
- name: mongo-container
image: mongo:4.2
ports:
- containerPort: 27017
resources:
requests:
memory: "256Mi"
cpu: "500m"
limits:
memory: "512Mi"
cpu: "1"
volumeMounts:
- name: mongo-storage
mountPath: /data/db
volumes:
- name: mongo-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: mongo-pvc
✅ 说明：
- 使用 PVC 持久化数据，防止 Pod 重启后数据丢失
- 数据库通常只部署一个副本，除非使用副本集（Replica Set）
4. 配置 Service 实现组件通信
4.1. Service 的作用
Service 是 Kubernetes 中实现 Pod 间通信的核心机制。由于 Pod 是临时性的（ephemeral），其 IP 地址会变化，因此不能直接依赖 Pod IP 进行访问。
Service 为一组 Pod 提供稳定的访问入口，并实现负载均衡。
4.2. Service 类型
| 类型 | 用途说明 |
|---|---|
| ClusterIP | 集群内部访问，适用于组件间通信 |
| NodePort | 通过节点端口暴露服务，适用于测试环境 |
| LoadBalancer | 通过云厂商提供的负载均衡器暴露服务，适用于生产环境 |
4.3. 创建 Service
前端 Service（NodePort）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: frontend-service
spec:
type: NodePort
selector:
app: frontend
ports:
- port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30000
✅ 说明：
- 外部访问地址：
http://<NodeIP>:30000 - 只适用于测试环境，生产环境建议使用 Ingress 或 LoadBalancer
后端 Service（ClusterIP）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: backend-service
spec:
selector:
app: backend
ports:
- port: 8080
targetPort: 8080
✅ 说明：
- 仅在集群内部可访问，适合后端服务
- 前端通过
backend-service:8080访问后端
数据库 Service（Headless）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: database-service
spec:
clusterIP: None
selector:
app: database
ports:
- port: 27017
targetPort: 27017
✅ 说明：
- Headless Service 不分配 ClusterIP，直接暴露 Pod IP
- 适用于 MongoDB 等有状态服务，便于实现副本集配置
5. 总结
通过本文，你已经掌握了 Kubernetes 多 Pod 部署的核心流程：
✅ 定义多个 Deployment 实现组件解耦
✅ 使用 Service 实现组件间通信与外部访问
✅ 配置资源限制与持久化存储，提升应用稳定性
这种部署方式是构建现代云原生应用的基础，适用于微服务架构、多层应用、分布式系统等场景。
如果你正在构建一个中大型项目，强烈建议使用 Helm 或 Kustomize 管理这些 YAML 文件，以提升部署效率和可维护性。