kubernetes 联邦搭建(kubefed)
kubernetes 联邦搭建(kubefed) 混合云
集群联邦(Federation)的目的是实现单一集群统一管理多个Kubernetes集群的机制,这些集群可能是跨地区(Region),也可能是在不同公有云供应商上,或者是公司内部自行建立的集群。
一但集群进行联邦后,就可以利用Federation API资源来统一管理多个集群的Kubernetes API资源,如定义Deployment如何部署到不同集群上,其集群所需的副本数等。
通过集群联邦,我们可以:
- 简化管理多个集群的Kubernetes 组件,如Deployment, Service 等
- 在多个集群之间分散工作负载,以提升应用的可靠性
- 跨集群的资源编排,依据编排策略在多个集群进行应用部署
- 在不同集群中,能更快速更容易地迁移应用
- 跨集群的服务发现,服务可以实现地理位置感知,以降低延迟(不一定必须用kubefed实现)
- 实践多云(Multi-cloud)或混合云(Hybird Cloud)的部署
前置条件我这里用的是华为云的cce和本地kubernetes的组合
华为云集群地址需要公有地址
下载华为云kubeconfig.json 因为是json,把他转换为yaml格式,填到$HOME/.kube/config下
apiVersion: v1
clusters:
- cluster: #添加这个object,注意是华为云中的externalClusterinsecure-skip-tls-verify: trueserver: https://${公网ip}:5443name: cce
- cluster:certificate-authority-data: ...server: https://192.168.12.12:6443name: kubernetes
contexts:
- context: #这个object注意是华为云中的externalcluster: cceuser: username: cce
- context: cluster: kubernetesuser: kubernetes-adminname: local
current-context: local
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-adminuser:client-certificate-data: ....client-key-data: ....
- name: user #添加这个object,注意是华为云中的externaluser:client-certificate-data: ....client-key-data: ....
修改完成后查看
kubectl config get-contexts #有添加的集群说明成功CURRENT NAME CLUSTER AUTHINFO NAMESPACEcce cce user * local kubernetes kubernetes-admin
#可以切换到cce
kubectl config use-contexts cce
#但是我将kubefed控制平面部署到local集群上,就不切换
开始使用helm搭建kubefed,chart的相关参数readme
helm repo add kubefed-charts https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-sigs/kubefed/master/charts安装helm --namespace kube-federation-system upgrade -i kubefed kubefed-charts/kubefed --version=<x.x.x> --create-namespace卸载helm --namespace kube-federation-system uninstall kubefed#等待部署完成kubectl get pods -n kube-federation-system #全部为read
加入联邦
kubefedctl join <在联邦中注册的集群名称CLUSTER> --cluster-context <要加入集群的 context NAME> --host-cluster-context <HOST 集群的 context name #就是创建控制平面的context>
kubefedctl join cce --cluster-context cce --host-cluster-context local --v=2
kubefedctl join local1 --cluster-context local --host-cluster-context local --v=2
kubectl get kubefedclusters.core.kubefed.io -n kube-federation-system #查看是否READY
NAME AGE READY KUBERNETES-VERSION
cce 87m True v1.21.7-r0-CCE22.3.1.B012
cce11 3m16s True v1.21.7-r0-CCE22.3.1.B012
local1 80m True v1.22.1
#解绑
kubefedctl unjoin cce --cluster-context cce --host-cluster-context local --v=2
kubefedctl join
命令只是将 Kubeconfig 里的配置转化为 KubeFedCluster
自定义资源存储到 kube-federation-system
命名空间中.
跨集群同步资源
启用资源联邦化
对于 KubeFed 来说,资源管理分两类,一是资源的类型管理,另一个是被联邦(federated)的资源管理。
对于资源类型,kubefedctl 提供了 enable 来使新的资源可以被联邦管理
kubefedctl enable <target kubernetes API type>
#比如我要打开联邦化资源,deploy,但是默认是开启的
kubefedctl enable deploy
#要同步全部crd资源就要
kubefedctl enable crd
其中 可以使用以下的描述:
- 类型,即 Kind (比如 Deployment)
- 复数名词 (比如 deployments)
- 带 api group 的复数资源名词 (比如 deployment.apps)
- 缩写 (比如 deploy)
因为 Kubefed 是通过 CRD 管理资源,因此,当 enable 执行之后可以看到 Host Cluster 中新增了一种名为 federatedvirtualservices
的 CRD:
kubectl get crd|grep federated
部署示例
https://github.com/kubernetes-sigs/kubefed/tree/master/example/sample1
#创建一个集群namespace
kubectl create ns test-namespace
kubectl apply -f -<<EOF
apiVersion: types.kubefed.io/v1beta1
kind: FederatedNamespace
metadata:name: test-namespacenamespace: test-namespace
spec:placement: #这个会把资源部署到定义的cluster下clusters:- name: local- name: cce
EOF
#现在查看两个集群就都有这个namespace了
kubectl apply -f sample1/ #部署所有资源
#会提示错误,因为这个资源没有联邦化
unable to recognize "sample1/federated<type>.yaml": no matches for kind "Federated<type>" in version "types.kubefed.io/v1beta1"
#开启资源联邦
kubefedctl enable ClusterRoleBinding
kubectl apply -f sample1/ #部署所有资源
kubectl get all #两个集群访问nginx地址30080应该都能访问成功
资源字段
op
定义要执行的操作(add
或remove
受replace
支持)
replace
替换一个值 如果未指定,op
将默认为replace
add
向对象或数组添加值remove
从对象或数组中删除一个值path
指定托管资源中的有效位置以作为修改的目标,path
必须以前导开头,/
条目之间必须用/
kind: FederatedDeployment
...
spec:...overrides:# 重新cce集群的相关资源,而不是更新所有集群的资源- clusterName: cce clusterOverrides:# 设置副本为5- path: "/spec/replicas"value: 5# 更换镜像- path: "/spec/template/spec/containers/0/image"value: "nginx:1.17.0-alpine"#添加注解,如果有不会添加- path: "/metadata/annotations"op: "add"value:foo: bar# 删除注解- path: "/metadata/annotations/foo"op: "remove"# 在args列表的索引0处添加参数' -q '- path: "/spec/template/spec/containers/0/args/0"op: "add"value: "-q"
spec:placement: clusters: #选择部署到那些集群 ,有这个字段时,clusterSelector不会生效,就算cluster为[]时也不会生效- name: cluster2- name: cluster1clusterSelector: #选择部署到有相关标签的集群,如果没有clusters,clusterSelector设置为{},默认传播到所有集群matchLabels:foo: bar
ReplicaSchedulingPreference
用来控制所有集群中的deploy总数,会进行故障迁移
在所有可用集群中平均分配总副本
apiVersion: scheduling.kubefed.io/v1alpha1
kind: ReplicaSchedulingPreference
metadata:name: test-deploymentnamespace: test-ns
spec:targetKind: FederatedDeploymenttotalReplicas: 8
#或者
apiVersion: scheduling.kubefed.io/v1alpha1
kind: ReplicaSchedulingPreference
metadata:name: test-deploymentnamespace: test-ns
spec:targetKind: FederatedDeploymenttotalReplicas: 8clusters:"*":weight: 1
#两个集群中,会一个集群运行4个
以加权比例分布副本,同时对每个集群实施副本限制
apiVersion: scheduling.kubefed.io/v1alpha1
kind: ReplicaSchedulingPreference
metadata:name: test-deploymentnamespace: test-ns
spec:targetKind: FederatedDeploymenttotalReplicas: 9clusters:local:minReplicas: 4maxReplicas: 6weight: 1 cce:minReplicas: 4maxReplicas: 8weight: 2
#local集群会得到4个pod,cce5个
在所有集群中均匀分布副本,但在 local中不超过 20
apiVersion: scheduling.kubefed.io/v1alpha1
kind: ReplicaSchedulingPreference
metadata:name: test-deploymentnamespace: test-ns
spec:targetKind: FederatedDeploymenttotalReplicas: 50clusters:"*":weight: 1"local":maxReplicas: 20weight: 1
故障剖析
pprof是一个可视化和分析分析数据的工具。
要收集 kubefed 分析数据,您需要在端口 8080 访问 kubefed 控制器管理器。您可以设置端口转发以访问该 pod 的 pprof 调试端点。
kubectl -n kube-federation-system port-forward pod/kubefed-controller-manager-XXXXX 8080:8080
在另一个终端中,您可以使用 curl 收集 pprof 配置文件。
收集 goroutine pprof 以及堆栈跟踪报告和完整堆栈跟踪。
curl localhost:8080/debug/pprof/goroutine -o goroutine.pprof
curl localhost:8080/debug/pprof/goroutine?debug=1 -o goroutine-debug-1.pprof
curl localhost:8080/debug/pprof/goroutine?debug=2 -o goroutine-debug-2.pprof
收集 30s cpu profile
curl localhost:8080/debug/pprof/profile -o cpu-profile.pprof
收集内存堆配置文件
curl localhost:8080/debug/pprof/heap -o heap.pprof
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