Kubernetes 与 OpenYurt 无缝转换(命令式)

熬夜冠军
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作者:adamzhoul,OpenYurt 成员

打开 openYurt 的 README.md,在简单介绍之后就是 Getting started:

 yurtctl convert --provider [minikube|kubeadm|kind] // To convert an existing Kubernetes cluster to an OpenYurt cluster
 yurtctl revert // To uninstall and revert back to the original cluster settings

简单一行命令就可体验 OpenYurt 了,感觉非常方便。

稍等!为什么是 convert/revert 而不是 install/uninstall ?

这个命令对集群做了什么?

看来,在执行它之前有必要搞清楚它到底做了什么。

yurtctl convert 到底做了些什么?

核心流程

跟随 openYurt 源代码(详情请见文末相关链接),梳理了 convert 的核心流程:

Kubernetes 与 OpenYurt 无缝转换(命令式)

可见 1、2 并没有什么特别,只是常规的服务部署。

3,则是对原有 k8s 系统组件的操作,需要特别注意。

4,节点转换看着也并不复杂,却对边缘至关重要。**

disable nodelifecycle controller 做了什么

工作内容:

1. 查询控制面节点

2. 创建 job,通过 nodeName: {{.nodeName}} 确保 job 的 pod 调度到对应 node 上执行(通过 nsenter 的方式执行,修改宿主机上文件)。

3. sed -i 's/--controllers=/--controllers=-nodelifecycle,/g' /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml

查看 kube-controller-manager.yaml

...
containers:
- command:
- kube-controller-manager
- --allocate-node-cidrs=true
    ...
- --controllers=-nodelifecycle,*,bootstrapsigner,tokencleaner
...

可见,上面的一系列操作最终就是修改了 kube-controller-manager 的启动命令。

查看 kube-controller-manager 启动参数说明:

--controllers 代表需要开启的controller列表\

可见,sed 命令就是去掉了 nodelifecycle 这个 controller。

那,nodelifecycle controller 是做什么的?

简单来说:

*1. 不断监听,kubelet 上报上来的 node 信息\

  1. 如果某个 node 状态异常,或者说长时间没有上报等\
     2.1 驱逐这个 node 节点或者其他 ---> 导致上面的 pod 被重新调度*

可见,对于处于弱网环境的边缘节点,很容易就命中异常状态,导致 node 被驱逐,pod 被重新调度。

所以这里把它去掉了。使用 yurt-controller-manager 来代替它。

即使节点心跳丢失,处于自治模式的节点中的 pod 也不会从 APIServer 中驱逐。

注:这里自治模式的节点,指的就是边缘节点。我们通常会通过加 annotation 的方式把节点标记为自治节点。

节点转换是怎么实现的,云端节点和边缘节点有什么差异?

同样,是通过跑 job 的方式,在目标宿主机上下文中执行相关操作。

不过,相比于暴力使用 nsenter,这里用了更加优雅的方式。通过将宿主机根路径 volume 挂载到容器里的方式。

kubelet 的修改

在文件/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env 中为 KUBELET_KUBEADM_ARGS 添加配置:

--kubeconfig=/var/lib/openyurt/kubelet.conf --bootstrap-kubeconfig=

作用:

1. 参数:--kubeconfig , 给kubelet指定了访问apiServer的配置文件。

2. 当--kubeconfig 文件存在,--bootstrap-kubeconfig为空时, ​​ kubelet 启动就不需要通过 bootstrap-token 置换文件证书等过程,直接读取 kubeconfig 文件访问 apiServer。 ​*\
*

3. 由于 KUBELET_KUBEADM_ARGS 是 kubelet 启动参数的最后一部分,所以可以起到覆盖前面参数的作用。

其中 ​/var/lib/openyurt/kubelet.conf​ 内容如下,直接将流量指定到 yurthub:

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
server: http://127.0.0.1:10261
name: default-cluster
contexts:
- context:
cluster: default-cluster
namespace: default
user: default-auth
name: default-context
current-context: default-context
kind: Config
preferences: {}

yurthub 的启动细节

yurthub 容器启动参数如下:

command:
- yurthub
- --v=2
- --server-addr=__kubernetes_service_addr__
- --node-name=$(NODE_NAME)
- --join-token=__join_token__
- --working-mode=__working_mode__

通过参数我们可看出:

1. server-addr 指定了云端 apiServer 地址。注意这里的地址一定是公网可访问地址,否则异构网络下会有问题。

2. join-token 就是加入节点的 token,可使用kubeadm token create来创建。k8s 提供机制,通过 token 置换出正常访问的 kubeconf 文件。

3. working-mode:cloud/edge。这就是边缘节点和云端节点的差异。

我们都知道 yurthub 可以用来做缓存,是解决边缘自治的重要环节。那么云端为什么也需要部署?为什么还要区分 edge 或者 cloud 工作模式?简单查看 yurthub 源代码 cmd/yurthub/app/start.go:

if cfg.WorkingMode == util.WorkingModeEdge {
    cacheMgr, err = cachemanager.NewCacheManager(cfg.StorageWrapper, cfg.SerializerManager, cfg.RESTMapperManager, cfg.SharedFactory)
    ...
} else {
    klog.Infof("%d. disable cache manager for node %s because it is a cloud node", trace, cfg.NodeName)
}
if cfg.WorkingMode == util.WorkingModeEdge {
    ...
    gcMgr, err := gc.NewGCManager(cfg, restConfigMgr, stopCh)
} else {
    klog.Infof("%d. disable gc manager for node %s because it is a cloud node", trace, cfg.NodeName)
}

可见,云端 yurthub,少做了 cache、GC 的工作。

查看 issue(详情请见文末相关链接)可了解:云端也可以利用 yurthub 提供的 data-filtering 能力来控制 service 的流量。

当然,云端也不需要做 cache 等工作。

命令行参数

在执行过程中,有几个参数比较重要:

--cloud-nodes 用于标识哪些是云端节点,多个节点用逗号分隔:node1,node2

--deploy-yurttunnel 标记是否要部署 yurttunnel

--kubeadm-conf-path 标记节点机器上 kubeadm 配置文件路径。默认:/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf

更多参数,可使用 yurtctl convert --help 来查看。

总结

简单来说,convert 核心做了几个事情:

1. disable K8s 的 nodelifecontroller,用自己的 yurtcontrollermanager 来替换它的职责。

2. 安装自己的各类组件,deployment、damenonset 等模式部署。(这类资源部署无需任何担心,因为搞不坏集群,也不太会出现问题。)

3. 边缘节点:启动 yurthub 静态 pod;将 kubelet 流量转发到 yurthub。

可见,convert 的事情还是比较可控的。执行 yurtctl convert 也不用太担心。当然,最后的担心也应该由 yurtctl revert 来彻底消除!

yurtctl revert 又干了些什么?

核心流程

Kubernetes 与 OpenYurt 无缝转换(命令式)

整个 revert 的过程就是 convert 的反向操作,还比较好理解。

需要注意的是。如果 convert 失败,比如 job 执行超时或者失败。job 是不会被删除的。

即使 yurtctl revert 也不会删除。目的是为了保留现场方便定位问题。

如果需要重新执行 yurtctl convert, 需要手动删除 job。

kubectl get job -n kube-system -A |grep convert
kubectl delete job -n kube-system < job-name>

总结

yurtctl convert/revert 命令是最快捷体验 OpenYurt 功能的方法之一。

在了解了这两个命令的实现原理,也就对 OpenYurt 的技术方案了解大半了。

执行命令也不担心了,so easy!

相关链接

1)源代码:

https://github.com/openyurtio/openyurt/blob/5063752a9f6645270e3177e39a46df8c23145af2/pkg/yurtctl/cmd/convert/convert.go#L300

2)issue: 

https://github.com/openyurtio/openyurt/issues/450

点击​​【此处】​​阅读网站原文。

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