边缘节点配置

前言

为了配置kubernetes中的traefik ingress的高可用,对于kubernetes集群以外只暴露一个访问入口,需要使用keepalived排除单点问题。本文参考了kube-keepalived-vip,但并没有使用容器方式安装,而是直接在node节点上安装。

定义

首先解释下什么叫边缘节点(Edge Node),所谓的边缘节点即集群内部用来向集群外暴露服务能力的节点,集群外部的服务通过该节点来调用集群内部的服务,边缘节点是集群内外交流的一个Endpoint。

边缘节点要考虑两个问题

  • 边缘节点的高可用,不能有单点故障,否则整个kubernetes集群将不可用
  • 对外的一致暴露端口,即只能有一个外网访问IP和端口

架构

为了满足边缘节点的以上需求,我们使用keepalived来实现。

在Kubernetes中添加了service的同时,在DNS中增加一个记录,这条记录需要跟ingress中的host字段相同,IP地址即VIP的地址,本示例中是172.20.0.119,这样集群外部就可以通过service的DNS名称来访问服务了。

选择Kubernetes的三个node作为边缘节点,并安装keepalived,下图展示了边缘节点的配置,同时展示了向Kubernetes中添加服务的过程。

边缘节点架构

准备

复用kubernetes测试集群的三台主机。

172.20.0.113

172.20.0.114

172.20.0.115

安装

使用keepalived管理VIP,VIP是使用IPVS创建的,IPVS 已经成为linux内核的模块,不需要安装

LVS的工作原理请参考:http://www.cnblogs.com/codebean/archive/2011/07/25/2116043.html

不使用镜像方式安装了,直接手动安装,指定三个节点为边缘节点(Edge node)。

因为我们的测试集群一共只有三个node,所有在在三个node上都要安装keepalived和ipvsadmin。

  1. yum install keepalived ipvsadm

配置说明

需要对原先的traefik ingress进行改造,从以Deployment方式启动改成DeamonSet。还需要指定一个与node在同一网段的IP地址作为VIP,我们指定成172.20.0.119,配置keepalived前需要先保证这个IP没有被分配。。

  • Traefik以DaemonSet的方式启动
  • 通过nodeSelector选择边缘节点
  • 通过hostPort暴露端口
  • 当前VIP漂移到了172.20.0.115上
  • Traefik根据访问的host和path配置,将流量转发到相应的service上

配置keepalived

参考基于keepalived 实现VIP转移,lvs,nginx的高可用,配置keepalived。

keepalived的官方配置文档见:http://keepalived.org/pdf/UserGuide.pdf

配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf文件内容如下:

  1. ! Configuration File for keepalived
  2. global_defs {
  3. notification_email {
  4. root@localhost
  5. }
  6. notification_email_from kaadmin@localhost
  7. smtp_server 127.0.0.1
  8. smtp_connect_timeout 30
  9. router_id LVS_DEVEL
  10. }
  11. vrrp_instance VI_1 {
  12. state MASTER
  13. interface eth0
  14. virtual_router_id 51
  15. priority 100
  16. advert_int 1
  17. authentication {
  18. auth_type PASS
  19. auth_pass 1111
  20. }
  21. virtual_ipaddress {
  22. 172.20.0.119
  23. }
  24. }
  25. virtual_server 172.20.0.119 80{
  26. delay_loop 6
  27. lb_algo loadbalance
  28. lb_kind DR
  29. nat_mask 255.255.255.0
  30. persistence_timeout 0
  31. protocol TCP
  32. real_server 172.20.0.113 80{
  33. weight 1
  34. TCP_CHECK {
  35. connect_timeout 3
  36. }
  37. }
  38. real_server 172.20.0.114 80{
  39. weight 1
  40. TCP_CHECK {
  41. connect_timeout 3
  42. }
  43. }
  44. real_server 172.20.0.115 80{
  45. weight 1
  46. TCP_CHECK {
  47. connect_timeout 3
  48. }
  49. }
  50. }

Realserver的IP和端口即traefik供外网访问的IP和端口。

将以上配置分别拷贝到另外两台node的/etc/keepalived目录下。

我们使用转发效率最高的lb_kind DR直接路由方式转发,使用TCP_CHECK来检测real_server的health。

设置keepalived为开机自启动:

  1. chkconfig keepalived on

启动keepalived

  1. systemctl start keepalived

三台node都启动了keepalived后,观察eth0的IP,会在三台node的某一台上发现一个VIP是172.20.0.119。

  1. $ ip addr show eth0
  2. 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
  3. link/ether f4:e9:d4:9f:6b:a0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  4. inet 172.20.0.115/17 brd 172.20.127.255 scope global eth0
  5. valid_lft forever preferred_lft forever
  6. inet 172.20.0.119/32 scope global eth0
  7. valid_lft forever preferred_lft forever

关掉拥有这个VIP主机上的keepalived,观察VIP是否漂移到了另外两台主机的其中之一上。

改造Traefik

在这之前我们启动的traefik使用的是deployment,只启动了一个pod,无法保证高可用(即需要将pod固定在某一台主机上,这样才能对外提供一个唯一的访问地址),现在使用了keepalived就可以通过VIP来访问traefik,同时启动多个traefik的pod保证高可用。

配置文件traefik.yaml内容如下:

  1. apiVersion: extensions/v1beta1
  2. kind: DaemonSet
  3. metadata:
  4. name: traefik-ingress-lb
  5. namespace: kube-system
  6. labels:
  7. k8s-app: traefik-ingress-lb
  8. spec:
  9. template:
  10. metadata:
  11. labels:
  12. k8s-app: traefik-ingress-lb
  13. name: traefik-ingress-lb
  14. spec:
  15. terminationGracePeriodSeconds: 60
  16. hostNetwork: true
  17. restartPolicy: Always
  18. serviceAccountName: ingress
  19. containers:
  20. - image: traefik
  21. name: traefik-ingress-lb
  22. resources:
  23. limits:
  24. cpu: 200m
  25. memory: 30Mi
  26. requests:
  27. cpu: 100m
  28. memory: 20Mi
  29. ports:
  30. - name: http
  31. containerPort: 80
  32. hostPort: 80
  33. - name: admin
  34. containerPort: 8580
  35. hostPort: 8580
  36. args:
  37. - --web
  38. - --web.address=:8580
  39. - --kubernetes
  40. nodeSelector:
  41. edgenode: "true"

注意,我们使用了nodeSelector选择边缘节点来调度traefik-ingress-lb运行在它上面,所有你需要使用:

  1. kubectl label nodes 172.20.0.113 edgenode=true
  2. kubectl label nodes 172.20.0.114 edgenode=true
  3. kubectl label nodes 172.20.0.115 edgenode=true

给三个node打标签。

查看DaemonSet的启动情况:

  1. $ kubectl -n kube-system get ds
  2. NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE-SELECTOR AGE
  3. traefik-ingress-lb 3 3 3 3 3 edgenode=true 2h

现在就可以在外网通过172.20.0.119:80来访问到traefik ingress了。

使用域名访问Kubernetes中的服务

现在我们已经部署了以下服务:

  • 三个边缘节点,使用Traefik作为Ingress controller
  • 使用keepalived做的VIP(虚拟IP)172.20.0.119

这样在访问该IP的时候通过指定不同的Host来路由到kubernetes后端服务。这种方式访问每个Service时都需要指定Host,而同一个项目中的服务一般会在同一个Ingress中配置,使用Path来区分Service已经足够,这时候只要为VIP(172.20.0.119)来配置一个域名,所有的外部访问直接通过该域名来访问即可。

如下图所示:

使用域名来访问Kubernetes中的服务

参考