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建站知识

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TungstenFabric及Kubernetes集成解决是怎样的

今天就跟大家聊聊有关Tungsten Fabric及Kubernetes集成解决是怎样的,可能很多人都不太了解,为了让大家更加了解,小编给大家总结了以下内容,希望大家根据这篇文章可以有所收获。

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Kubernetes与TF的集成

集成方案中,在Kubernetes和Tungsten Fabric(编者按:原文为Contrail,其开源版已更名为Tungsten Fabric,本文出现Contrail之处均以Tungsten Fabric替换)之间有两个连接。
  • contrail-kube-manager和kube-api-server

  • Contrail CNI

1.1 contrail-kube-manager


此服务连接到kube-api-server以接收更新。然后,它会连接到Tungsten Fabric配置API服务器,来创建必要的配置(VM,VMI /端口,IP等),以将容器连接到overlay层。它还会将更新发送到kube-api-server。

1.2 Contrail CNI


每个node/minion上的Kubelet都使用CNI参数运行。启动容器时,kubelet调用CNI来建立网络。Contrail CNI连接到vRouter代理REST API:
1)获得必要的配置
2)将容器网络接口插入vRouter
1.3 Gateway


Tungsten Fabric使用gateway连接overlay和underlay网络,以提供外部访问。我们需要使用gateway来支持Kubernetes的暴露服务和ingress功能。
必须在Tungsten Fabric中创建一个浮动IP池。
在/etc/contrailctl/kubemanager.conf中配置这个FIP池的FQ名称,以进行配置(provisioning)。
    [KUBERNETES_VNC]public_fip_pool = {'domain': 'default-domain', 'project': 'default', 'network': 'public', 'name': 'public-fip-pool'}

    在容器condir-kube-manager中,浮动IP池在/etc/contrail/contrail-kubernetes.conf中进行配置。
      [VNC]public_fip_pool = {'domain': 'default-domain', 'project': 'default', 'network': 'public', 'name': 'public-fip-pool'}

      在Kubernetes中公开service或创建ingress时,将从该池中分配一个FIP作为外部IP。

      2

      Namespace

      与Tungsten Fabric集成时,Kubernetes命名空间(namespace)可以映射到项目/租户(project/tenant)或虚拟网络。
      2.1 单租户(Single-tenant)


      如果有设置/etc/contrail/contrail-kubernetes.conf中的[KUBERNETES].cluster_project,它是单租户(single-tenant),Kubernetes命名空间将映射到Tungsten Fabric中的虚拟网络。所有非隔离命名空间都映射到默认虚拟网络“cluster-network”。而每个隔离命名空间都映射到一个单独的虚拟网络“-vn”。
      这里有一个示例,说明在/etc/contrailctl/kubemanager.conf中设置[KUBERNETES].cluster_project以启用单租户的情形。
        [KUBERNETES]cluster_project = {'domain': 'default-domain', 'project': 'kubernetes'}

        以下是由Condir-kube-manager在初始化期间创建的。
        • Flat IPAM :具有子网的pod-ipam

        • IPAM :service-ipam

        • 虚拟网络“cluster-network”的安全组k8s-default-default-default和k8s-default-default-sg

        • 虚拟网络:具有pod-ipam和service-ipam的cluster-network


        2.1.1 非隔离的命名空间


        创建一个非隔离的命名空间。
          apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: name: "dev-unisolated"

          当Kubernetes创建一个非隔离命名空间时,Tungsten Fabric将创建两个SG,即k8s-default--sg和k8s-default--sg。这里不创建虚拟网络。所有非隔离的NS中的容器都将位于cluster-network上。
          在非隔离命名空间中启动一个Pod。
            apiVersion: v1kind: Podmetadata:  name: nginx-1spec:  containers:  - name: nginx    image: docker.io/nginx    imagePullPolicy: IfNotPresentkubectl create -f nginx-1.yaml -n kubectl get pods -n 

            在非隔离命名空间中启动Pod时,Tungsten Fabric(contrail-kube-manager)将执行以下操作。
            • 创建虚拟机-__

            • 在启动Pod的虚拟路由器中,添加对VM的引用。

            • 参考以下内容,创建VMI :__

            • SG k8s-default--default

            • SG k8s-default--sg

            • VN :cluster-network

            • 在VN cluster-network中从pod-ipam分配IP地址(cluster IP)。Subnet UUID被指定为从Flat IPAM pod-ipam进行分配。


            不同非隔离命名空间中的Pod可以相互连接,因为它们位于Tungsten Fabric中的同一虚拟网络上。
            2.1.2 隔离的命名空间


            创建一个隔离的命名空间。
              apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: name: "dev-isolated" annotations: {   "opencontrail.org/isolation" : "true" }

              在Kubernetes中创建隔离命名空间时,Tungsten Fabric将创建以下内容。
              • 虚拟网络:-vn

              • 安全组k8s-default--default和k8s-default--sg

              在隔离命名空间中启动Pod时,Tungsten Fabric将执行以下操作。
              • 创建虚拟机-__

              • 在启动了Pod的虚拟路由器中,添加对VM的引用。

              • 参考以下内容,创建VMI :__

              • SG k8s-default--default

              • SG k8s-default--sg

              • VN :-vn

              • 在VN -vn中从pod-ipam分配IP地址(cluster IP)。Subnet UUID被指定为从flat IPAM pod-ipam进行分配。


              由于端口位于不同的虚拟网络上,因此不同的隔离命名空间中的Pods无法相互连接。
              2.2 多租户(Multi-tenant)

              如果未设置/etc/contrail/contrail-kubernetes.conf中的[KUBERNETES].cluster_project,它就是多租户,Kubernetes命名空间将映射到Tungsten Fabric中的租户/项目(tenant/project)。非隔离命名空间中的Pod在默认虚拟网络“cluster-network”上启动。而每个隔离命名空间都映射到一个单独的虚拟网络“-vn”。
              在初始化时,contrail-kube-manager创建以下内容:
              • 为每个现有的Kubenetes命名空间(如default、kube-public和kube-system)提供一个项目/租户。

              • Flat IPAM 默认域:default:pod-ipam

              • IPAM 默认域:default:service-ipam

              • 每一个命名空间的安全组:k8s-default--sg和k8s-default--sg

              • 虚拟网络默认域名:具有pod-ipam的default:cluster-network和service-ipam


              2.2.1 非隔离的命名空间

              创建一个非隔离的命名空间。
                apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: name: "dev-unisolated"

                Contrail-kube-manager将创建以下内容。
                • 项目default-domain:

                当在非隔离命名空间中启动Pod时,conventil-kube-manager将创建端口:
                • 在项目缺省域:

                • 在虚拟网络缺省域:default:cluster-network

                • 从IPAM缺省域:default:pod-ipam获取地址

                • 附带安全组k8s-default-default-default和k8s-default-default-sg

                不同非隔离命名空间中的Pod可以相互连接,因为它们位于Tungsten Fabric中的同一虚拟网络上。
                2.2.2 隔离的命名空间


                创建一个隔离的命名空间。
                  apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: name: "dev-isolated" annotations: {   "opencontrail.org/isolation" : "true" }

                  Contrail-cube-manager将创建以下内容。
                  • 项目缺省域:

                  • 虚拟网络default-domain::-vn与default-domain:default:pod-ipam关联。

                  • 安全组default-domain::k8s-default--default和default-domain::k8s-default--sg


                  当在非隔离命名空间中启动Pod时,conventil-kube-manager将创建端口。
                  • 在项目default-domain:

                  • 在虚拟网络default-domain::-vn上

                  • 从IPAM default-domain:default:pod-ipam获取地址

                  • 附带安全组default-domain::k8s-default--default和default-domain::k8s-default--sg


                  由于端口位于不同的虚拟网络上,因此不同的隔离命名空间中的Pods无法相互连接。

                  2.3 自定义命名空间


                  创建一个自定义命名空间。
                    apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: name: "dev-customized" annotations: {   "opencontrail.org/network": '{"domain": "default-domain", "project": "demo", "name": "red"}' }

                    在自定义命名空间中启动Pod时,contrail-kube-manager将创建端口。
                    • 在项目default-domain:default中

                    • 在虚拟网络上映射到自定义命名空间

                    • 从与该虚拟网络关联的IPAM上获取地址

                    • 安全组?

                    2.4指定虚拟网络上的Pod

                    在指定的虚拟网络上启动Pod。
                    当在指定的虚拟网络上启动Pod时,conutil-kube-manager将创建端口。
                    • 在项目中映射到指定或默认的命名空间

                    • 在指定的虚拟网络上

                    • 从与特定虚拟网络关联的IPAM上获取地址

                    • 安全组?

                    2.5 Kubernetes网络策略


                    Kubernetes网络策略将照常运行,它由Tungsten Fabric中的安全组实现。该版本将与4.0.1一起发布。
                    2.6 POD SNAT

                    Tungsten Fabric支持该功能,可以在Tungsten Fabric中配置一个路由器(配置对象),使其成为启动容器的虚拟网络的外部网关。这与支持OpenStack的外部网关是一样的。

                    3

                    Service


                    Kubernetes service支持ClusterIP,NodePort,LoadBalancer和ExternalName。它还支持使用ExternalIP指定IP。Tungsten Fabric支持ClusterIP和LoadBalancer,以及ExternalIP。
                    在Kubernetes中创建service时,Tungsten Fabric中会创建一个负载均衡器(loadbalancer)。负载均衡器的提供者为“native”,而ECMP负载均衡由vRouter实现。浮动IP被创建为VIP。
                    创建具有多个实例的应用程序。
                      apiVersion: v1kind: ReplicationControllermetadata:  name: web-qaspec:  replicas: 2  selector:    app: web-qa  template:    metadata:      name: web-qa      labels:        app: web-qa    spec:      containers:      - name: web        image: docker.io/nginx        imagePullPolicy: IfNotPresent

                      3.1 ClusterIP

                      在这些应用程序前面创建service。默认的service类型是ClusterIP。
                        kind: ServiceapiVersion: v1metadata:  name: web-qaspec:  selector:    app: web-qa  ports:    - protocol: TCP      port: 80      targetPort: 80

                        当service被创建后,conventil-kube-manager将执行以下操作。
                        • 参照以下内容,创建LB VMI :__

                        • SG k8s-default--default

                        • SG k8s-default--sg

                        • VN :cluster-network

                        • 在VN cluster-network中从service-ipam分配LB IP地址(service IP)。不需要subnet UUID。

                        • 创建负载均衡器:__

                        • VIP是LB IP地址

                        • VMI是LB VMI

                        • 提供者是“native”


                        • 创建浮动IP作为LB IP的子IP,地址相同,利用FIP支持端口NAT。

                        • 创建LB侦听器:__---

                        • 创建LB池:__---

                        • 创建LB成员::

                        当LB被创建后,“原生”LB驱动程序将执行以下操作。
                        • 在FIP中设置端口映射。

                        • 将所有成员的VMI添加到FIP。

                        当service类型为ClusterIP时,只能在集群内访问该service。FIP从集群网络(cluster-network)中的service FIP池中分配,并映射到所有的Pod地址。当访问集群内的service地址时,vRouter将在Pod之间平衡流量。
                        3.2 Loadbalancer

                        创建一个LoadBalancer类型的service。
                          kind: ServiceapiVersion: v1metadata:  name: web-qaspec:  selector:    app: web-qa  ports:    - protocol: TCP      port: 80      targetPort: 80  type: LoadBalancer

                          对于服务类型LoadBalancer,服务被暴露于外部。从服务FIP池中分配FIP,用于集群内的访问,同时从公共FIP池中分配FIP,映射到所有POD地址。该FIP将被通告给网关,网关将在POD之间进行ECMP负载均衡。

                          附录A 单租户(Single-tenant)


                          A.1 IPAM

                          :pod-ipam
                            {    "fq_name": [        "default-domain",        "kubernetes",        "pod-ipam"    ],    "uuid": "c9641741-c785-456e-845b-a14a253c3572",    "ipam_subnet_method": "flat-subnet",    "parent_type": "project",    "perms2": {        "owner": "None",        "owner_access": 7,        "global_access": 0,        "share": []    },    "ipam_subnets": {        "subnets": [            {                "subnet": {                    "ip_prefix": "10.32.0.0",                    "ip_prefix_len": 12                },                "DNS_server_address": "10.47.255.253",                "enable_dhcp": true,                "created": null,                "default_gateway": "10.47.255.254",                "dns_nameservers": [],                "dhcp_option_list": null,                "subnet_uuid": null,                "alloc_unit": 1,                "last_modified": null,                "host_routes": null,                "addr_from_start": null,                "subnet_name": null,                "allocation_pools": []            }        ]    },    "id_perms": {        "enable": true,        "description": null,        "creator": null,        "created": "2017-12-27T18:45:33.957901",        "uuid": {            "uuid_mslong": 14511749470582293870,            "uuid_lslong": 9537393975711511922        },        "user_visible": true,        "last_modified": "2017-12-27T18:45:33.957901",        "permissions": {            "owner": "cloud-admin",            "owner_access": 7,            "other_access": 7,            "group": "cloud-admin-group",            "group_access": 7        }    },    "display_name": "pod-ipam"}
                            :service-ipam
                              {    "fq_name": [        "default-domain",        "kubernetes",        "service-ipam"    ],    "uuid": "526f554a-0bf4-47c6-a8e4-768a3f98cef4",    "parent_type": "project",    "perms2": {        "owner": "None",        "owner_access": 7,        "global_access": 0,        "share": []    },    "id_perms": {        "enable": true,        "description": null,        "creator": null,        "created": "2017-12-27T18:45:34.000690",        "uuid": {            "uuid_mslong": 5940060210041472966,            "uuid_lslong": 12169982429206466292        },        "user_visible": true,        "last_modified": "2017-12-27T18:45:34.000690",        "permissions": {            "owner": "cloud-admin",            "owner_access": 7,            "other_access": 7,            "group": "cloud-admin-group",            "group_access": 7        }    },    "display_name": "service-ipam"}

                              A.2 安全组


                              k8s-default-dev-share-default
                                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