Kubernetes 平台的生态系统介绍

Posted 2023-04-03 梯度科技

Kubernetes作为一个容器云管理平台，与底层的基础架构、企业周边的公共服务形成了一个完备的生态系统。如图1所示，一个完备的Kubernetes系统在设计和实现时，需要考虑多层面的高可用性问题。

图1  Kubernetes 平台的生态系统

 

因此，解决系统性的高可用问题，需从下到上立足各个层面，找出每层的最优解决方案，最终串联组成最优的整体解决方案。

1.基础架构管理

数据中心规划，为了支持高可用的生产应用，需要在多地部署多个数据中心。每个数据中心需要划分成具有独立供电、制冷、网络设备的高可用区。每个可用区管理独立的硬件资产，包括机架、计算节点、存储、防火墙等硬件设备。

2.主机管理

在主机参数的规划时应该考虑不同版本的系统内核、安装工具集、主机网络规划等，这些参数会极大影响服务的稳定性。

3.集群管理

在集群设计时，应思考和规划如何设定单个集群规模、如何根据地域划分集群、如何规划集群的网络、如何自动化搭建集群等问题，以保证主机通过控制平面向用户提供高可用的云服务。

4.企业公共服务

将企业的各类应用整合到Kubernetes的生态系统中。

5.Kubernetes公共服务

Kubernetes 是平台，是微服务的集大成者。简单的部署和使用方案可帮助用户提升应用的高可用性和用户体验。

6.集群运维

集群运维的核心内容是对平台的各个组件和服务进行监控、故障排除和版本升级等，确保业务所需的所有组件能够按照预期工作。

7.应用开发

集群运维是辅助，应用开发才是输出。Kubernetes作为微服务平台，其价值及核心竞争力就是为开发人员提供了统一的应用接入规范。

Kubernetes生态系统中涵盖的服务、技术、工具的多样化和易用性，很大程度上支持了Kubernetes容器云平台在政企业务的落地。

01-集群环境及组件介绍

介绍

Kubernetes是容器集群管理系统，是一个开源的平台，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。

通过Kubernetes你可以：

• 快速部署应用
• 快速扩展应用
• 无缝对接新的应用功能
• 节省资源，优化硬件资源的使用
• 我们的目标是促进完善组件和工具的生态系统，以减轻应用程序在公有云或私有云中运行的负担。

Kubernetes 特点

• 可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
• 可扩展: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
• 自动化: 自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

Kubernetes是Google 2014年创建管理的，是Google 10多年大规模容器管理技术Borg的开源版本。

集群环境及组件介绍

集群组件和版本

• Kubernetes 1.6.2
• Docker 1.12.6
• Etcd 3.1.5
• Flanneld 0.7.1 vxlan 网络
• TLS 认证通信 (所有组件，如 etcd、kubernetes master 和 node)
• RBAC 授权
• kubelet TLS BootStrapping
• kubedns、dashboard、heapster (influxdb、grafana)、EFK (elasticsearch、fluentd、kibana) 插件
• 私有 docker registry，使用 ceph rgw 后端存储，TLS + HTTP Basic 认证

集群机器

• 192.168.1.121(etcd/kube-apiserver/kube-controller/kube-scheduler/flanneld)
• 192.168.1.122(etcd/kubelet/kebe-proxy/flanneld)

• 192.168.1.123(etcd/kubelet/kebe-proxy/flanneld)

• etcd集群、kubernetes master 集群使用192.168.1.121

• kubernetes node 使用192.168.1.122/192.168.1.123

集群环境变量

后续的部署步骤将使用下面定义的变量值，根据自己的机器、网络情况设定：

# TLS Bootstrapping 使用的 Token，可以使用命令 
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ‘ 生成
BOOTSTRAP_TOKEN="41f7e4ba8b7be874fcff18bf5cf41a7c"

# 建议用 未用的网段 来定义服务网段和 Pod 网段

# 服务网段 (Service CIDR），部署前路由不可达，部署后集群内使用 IP:Port 可达
SERVICE_CIDR="10.254.0.0/16"

# POD 网段 (Cluster CIDR），部署前路由不可达，**部署后**路由可达 (flanneld 保证)
CLUSTER_CIDR="172.30.0.0/16"

# 服务端口范围 (NodePort Range)
NODE_PORT_RANGE="8400-9000"

# etcd 集群服务地址列表
ETCD_ENDPOINTS="https://192.168.1.121:2379,https://192.168.1.122:2379,https://192.168.1.121:2379"

# flanneld 网络配置前缀
FLANNEL_ETCD_PREFIX="/kubernetes/network"

# kubernetes 服务 IP (预分配，一般是 SERVICE_CIDR 中第一个IP)
CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP="10.254.0.1"

# 集群 DNS 服务 IP (从 SERVICE_CIDR 中预分配)
CLUSTER_DNS_SVC_IP="10.254.0.2"

# 集群 DNS 域名
CLUSTER_DNS_DOMAIN="cluster.local."