基于kubernetes的docker集群实践

在公司内部，基于kubernetes实现了简单的docker应用集群系统，拿出来和大家分享下，在这个系统中，实现了应用的自动部署、动态扩容、节点切换、健康检查、AB式版本更新等功能，也欢迎大家将各自的实现也分享给我。

整体架构

整体架构如下图：

其中分为分为这几个块：

APPBuilder：应用构建模块，负责将app打包成dockerimage，并入image版本库；
container：容器运行，docker容器实际运行的地方；
thirdPart：应用依赖的第三方资源，如redis、mysql等；
scheduler：调度系统，核心部分，负责各个子模块的智能调度；
router：基于7层的请求分发，根据url将请求分发到对应的app容器；
nats：基于4层的负载均衡，，将流量负载均衡到router集群；
healthManage：健康检查系统，包括了对router rules、容器状态、物理机状态等各个子模块健康的检查，并做相应补救action；
log模块：统一处理app所产生的日志；

scheduler

首先先介绍下最重要的部分，使用kubernetes作为技术实现，关于介绍和部署可以参考之前的 blog：kubernetes 0.18.1 安装 & 部署 & 初试，不过这个文档中只有单机的master-slave，不太符合线上使用，我们在此基础上做了以下升级：

部署etcd集群，具体过程可以参考etcd官方：Clustering Guide
部署kubernetes master cluster，分别部署有 kube-apiserver，kube-scheduler，kube-controller-manager；
增加对kubernetes访问的认证 & 授权，具体可参考我之前的blog，|72fb2910302a12da3b6c7d219f31484c3|， |72fb2910302a12da3b6c7d219f31484c4| ， kubernetes中的Admission Controllers
关闭kube master的非安全端口访问，关闭 insecure-port,开启secure-port，并对kubernetes secure api访问增加前端负载均衡，如在blog kubernetes 实用 api list 所示，访问就是通过认证&https请求api（当然了其中的信息都是假的，但是格式不变）；
设置相关的访问权限，如，kube slave节点只允许来自kube-master节点的iP访问，kube-master只允许具有操作权限的机器节点的ip访问等等；
对kubernetes master子模块的参数做符合我们要求的调整等；

附上制作https私有key&证书的方法：

openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 2048

openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca-key.pem -sha256 -out ca.pem （在提示输入Common Name时，输入https访问的host，如10.10.5.103）
openssl genrsa -out server-key.pem 2048
openssl req -subj "/CN=10.10.5.103" -new -key server-key.pem -out server.csr

echo subjectAltName = IP:10.10.5.103,IP:127.0.0.1 > extfile.cnf

openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem \

                -CAcreateserial -out **server-cert.pem** -extfile extfile.cnf

产生三个文件： ca-key.pem，server-key.pem，server-cert.pem
设置kube-apiserver参数：

--tls-cert-file=./server-cert.pem   \
--tls-private-key-file=./server-key.pem

在client访问时，通过ca-key.pem来进行访问

container

对于container节点，没什么好说的，其实就是kubernetes slave节点，部署有：kube-proxy， kubelet，docker。
没有什么好说的，主要是对个别参数做了调整等等。

Router

我们选用gorouter作为七层路由转发工具，并将其搭建起cluster，部署见blog gorouter 安装部署, 不过在设置rules的生命周期时，我们将周期设定为永久，如果发生rules失效，通过healthCheck来删掉已失效的rule。

nats

四层负载均衡，就很统一了，开源的可以使用LVS，土豪的可以使用F5，我们是土豪，我们使用的是F5.

ThirdPart

为app应用所依赖的mysql、redis等，有专门的童鞋负责维护，短期内不考虑和kubernetes、docker结合。

APP Builder

负责应用的镜像打包，我们这里选用 jekins 作为使用的工具，每次app上线前，首先要先构建此app 版本的dockerimage，push 到私有的docker-registry。之后的升级操作流程如下：
基于kubernetes的docker集群实践

执行AB上线
如果是回滚也十分方便，将上一个版本在走一次这个流程即可，对应用使用者来说，没有任何终端感知，当AB两个版本都生效后，将AB两个版本的rule都加入router，在将A版本的router下掉，就完成了上线/回滚的操作。
代码地址稍后放出。

health Manage

健康监控检查，可以说是集群中最重要的一部分了。
我们在这里没有使用kubernetes推荐的方式，我们自己将其与内部的zabbix系统做了结合，通过zabbix来对整个集群进行监控、报警、自动化操作。

对于kubernetes master，监控项有：
- kuber-apiserver的状态；
- kube-controller-manager的状态；
- kube-scheduler的状态；
- kubernetes中namespace、replicationcontroller、service、pods等主要资源的数量&状态变化；
对于kubernetes slave（即container节点），监控项有：
- kubelet健康状态；
- kube-proxy健康状态；
- docker 的dataspace、metadataspace 使用情况；
- 当前节点运行容器的信息，包括了全部数量、正在运行的数量、版本等；
对于docker容器本身，可参考blog Docker 监控的一点想法，监控项有：
- 创建时间 & 信息参数；
- 容器运行状态；
- 容器内存、cpu、流量情况；
还有一个重点是对router及其rule做重点监控：
- 检查所有router的运行状态；
- 监控所有node状态，如果非健康，及时删除router中所以指向此node的rules；
- 检查所有的pods及对应的rule，如果pods中的app服务失效或者没有对应的rule指向pods（比如node节点损坏，其原有的pod移动到新node节点），此时为pod更新router中的rule；