云原生之下,视频云业务的10大实践经验分享(谈谈使用云服务的经验)
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2022-05-29
学完本课程后,您将能够:
1.了解几种主流K8S应用管理生态的使用场景。
2.了解Helm chart模板机制
3.了解Operator机制
目录:
1. K8S应用模板的使用场景介绍
2. Helm chart模板机制详解
3. Operator机制详解
前言:
在云原生的理念被越来越多的人所熟知,Kubernetes慢慢成为容器编排平台的事实标准以后,如何更好地在容器集群上运行和管理应用,特别是复杂应用如何完成多资源间的编排、打包发布、标准化交付等,是大家尤为关心的问题。Helm通过模板-参数的形式来支持对应用的多种资源进行编排,成为k8s领域最热门的应用包管理工具
Helm能够很好地帮我们实现k8s应用打包和标准化交付,而对于实例运行态的生命周期管理,则通过资源的基础生命周期动作来驱动。然而,对于一些复杂应用的生命周期管理,基本的资源操作无法很好地胜任,可能需要根据应用自身特点,在一些关键生命周期节点上补充额外的动作。对此,CoreOS首先倡导了Operator的理念,即将特定于应用程序的操作知识编码到软件中,利用功能强大的Kubernetes抽象来正确地运行
1. K8S应用模板的使用场景介绍
Helm 能给我们带来什么?
完整的应用通常不只是简单的deployment,StatefulSet等负载资源,通常还包括配套的service, PV/PVC, configmap等一系列资源。我们在进行实例下发、升级、更新换代等一系列生命周期操作时,这些资源都需要统筹考虑.
Helm可以帮助开发者完成应用打包发布、版本管理、应用的创建删除、升级更新等生命周期管理操作
什么是Operator?
以分布式系统为代表的有状态应用,并不像Web应用一样“开箱即用”,这些系统需要特定应用领域的知识才能正确扩展,升级和重新配置,同时防止数据丢失或不可用
Operator其实并不是一个工具,而是为了解决一个问题而存在的一个思路,将特定于应用程序的操作知识编码到软件中,利用功能强大的Kubernetes抽象来正确地运行和管理应用程序
Helm Vs Operator
对比:
Helm是一种标准化的普适性工具,目标是把你的K8S资源模板化,方便共享,进而在不同的配置中重用;
Operator本质上是针对特定的场景去做有状态服务,或者说针对拥有复杂应用的应用场景去简化其运维管理的工具,Operator与特定应用是一对一的关系;
关系:
Helm与Operator并不是完全独立的,很多Operator能做的事情,如应用集群初始化配置、监控更新等通过一些init Container,以及Helm的Hook机制等,最终也能够达到同等效果。只不过这些配置可能显得极为复杂且不易维护,得不偿失;
此外,两者还可能有结合的场景,比如市面上很多开源项目的Operator本身就是通过Helm进行部署和管理的
总结:
helm是为了配置分离,operator则是针对复杂应用的自动化管理,两者的出发点和面向的主要目标场景不同
2.了解Helm chart模板机制
核心组件:
Chart Repository: Chart包存储仓库
Helm Client:是终端用户的命令行客户端,负责:本地chart开发
管理仓库
管理发布
与K8S Server端交互,发送chart (release)安装、升级或卸载请求
Chart包示例
关键要素:
Chart.yaml:包含了chart信息的YAML文件
requirements.yaml:可选,列举chart的依赖关系
charts目录:可选,chart依赖的其他chart
crds目录:可选,自定义资源的定义
templates目录:模板目录,内含go template格式的模板文件
values.yaml文件: chart的默认配置值,与template结合,生成有效的kubernetes manifest文件
values.schema.json文件:可选,JSON schema格式的value规格描述
Chart.yaml示例
apiVersion: chart API版本(必需)
name: chart名称(必需)
version:语义化版本(必需)
kubeVersion:兼容Kubernetes版本的语义化版本(可选)
description:一句话对这个项目的描述(可选)
type: chart类型(可选)
keywords:
关于项目的一组关键字(可选)
home:项目home页面的URL(可选)
sources:项目源码的URL列表(可选)
maintainers: #(可选)
name:维护者名字(每个维护者都需要)
email:维护者邮箱(每个维护者可选)
url:维护者URL(每个维护者可选)
icon:用做icon的SVG或PNG图片URL(可选)
appVersion:包含的应用版本(可选)。不需要是语义化,建议使用引号
deprecated: 不被推荐的chart(可选,布尔值)
annotations:
example:按名称输入的批注列表(可选)
内置对象
Release:代表Release对象,属性包含: Release.Name、Release.Namespace、Release.Revision等
Values:表示values.yaml文件数据
Chart:表示Chart.yaml数据
Files:用于访问chart中非标准文件
Capabilities:用于获取k8s集群的一些信息
- Capabilities.KubeVersion.Major: K8s的主版本
Template:表示当前被执行的模板
- Name:表示模板名,如: mychart/templates/mytemplate.yaml
- BasePath:表示路径,如: mychart/templates
其中Release代表一次应用发布,下面是Release对象包含的属性字段:
Release.Name - release的名字,一般通过Chart.yaml定义,或者通过helm命令在安装应用的时候指定
Release.Time - release安装时间
Release.Namespace - k8s名字空间
Release.Revision - release版本号,是一个递增值,每次更新都会加一
Release.IsUpgrade - true代表,当前release是一次更新.
Release.lsInstall - true代表,当前release是一次安装
Release.Service: - release服务的名称(始终是Helm)
子模板
在chart中以“下划线”开头的文件,称为”子模版”。
例如在_helper.tpl中定义子模块,格式: {{- define "模版名字"-}}模版内容ff- end -.}
引用模板,格式: {{include "模版名字"作用域}}
3.Operator机制详解
通过了解helm和CRD,我们就知道helm没法管理资源的完整生命期,它就是推送YAML就拍拍屁股走人了;而只有CRD才能持续的监听K8S资源对象的变化事件,进行全生命期的监控响应,高可靠的完成部署交付。
Operator的场景就是专门给有状态应用而设计的。
为什么只给有状态应用?
因为无状态应用简单啊,没有服务间的交互,要再开一家火锅店,跟k8s说一声,开一家一样的就可以了。
有状态不一样,你开了一家火锅店以后,客户的信息怎么同步,就涉及到与别的火锅店交涉的问题,当然你也可以写个别的程序做这个数据同步的操作。
但是operator做的事情就是能自动识别到火锅店客户信息的不对称,主动同步,你只用告诉operator我要再开一家连锁火锅店就好了。
关键组件和概念:
Operator Lifecycle Manager:负责管理具体应用Operator的生命周期
应用业务Operator:由开发者针对特定应用业务开发的Operator本身
Operator Registry:存储CSV
(ClusterServiceVersion )和自定义资源定义(CRD)等构成的应用配置
ClusterServiceVersion(CSV):由Operator元数据创建的YAML清单,可OLM在集群中运行Operator
Subscription:通过跟踪安装包中的channel保证CSV的版本更新
InstallPlan:计算自动安装或升级CSV过程中需创建的资源集合
本课总结:
Helm:我们可以将Helm看作Kubernetes下的apt-get/yum。Helm是Deis(https://deis.com/)开发的一个用于kubernetes的包管理器:
1.对于使用者而言,使用Helm后不用需要了解Kubernetes的Yaml语法并编写应用部署文件,可以通过Helm下载并在kubernetes上安装需要的应用。
2.对于使用者而言,使用Helm后不用需要了解Kubernetes的Yaml语法并编写应用部署文件,可以通过Helm下载并在kubernetes上安装需要的应用。
3.除此以外,Helm还提供了kubernetes上的软件部署,删除,升级,回滚应用的能力
Operator:
Kubernetes Operator是一种封装、部署和管理Kubernetes应用的方法。Kubernetes Operator是一种特定于应用的控制器,可扩展Kubernetes API的功能,来代表Kubernetes 用户创建、配置和管理复杂应用的实例。
它基于基本Kubernetes资源和控制器概念构建,但又涵盖了特定于域或应用的知识,用于实现其所管理软件的整个生命周期的自动化
参考链接:
Helm官方文档: https://helm.sh/docs
GO Template链接: https://golang.org/pkg/text/template
Operator文档: https://operatorhub.io/what-is-an-operator
Kubernetes 云原生 应用管理与运维平台 ServiceStage
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