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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VIPVIP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。

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lvsnginx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:

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     root@localhost
   }
   notification_email_from kaadmin@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.20.0.119
    }
}

virtual_server 172.20.0.119 80{
    delay_loop 6
    lb_algo loadbalance
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 172.20.0.113 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 3
        }
    }
    real_server 172.20.0.114 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 3
        }
    }
    real_server 172.20.0.115 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 3
        }
    }
}

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

chkconfig keepalived on

启动keepalived

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。

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

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: traefik-ingress-lb
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: traefik-ingress-lb
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: traefik-ingress-lb
        name: traefik-ingress-lb
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 60
      hostNetwork: true
      restartPolicy: Always
      serviceAccountName: ingress
      containers:
      - image: traefik
        name: traefik-ingress-lb
        resources:
          limits:
            cpu: 200m
            memory: 30Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 20Mi
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80
          hostPort: 80
        - name: admin
          containerPort: 8580
          hostPort: 8580
        args:
        - --web
        - --web.address=:8580
        - --kubernetes
      nodeSelector:
        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

kubectl label nodes 172.20.0.113 edgenode=true
kubectl label nodes 172.20.0.114 edgenode=true
kubectl label nodes 172.20.0.115 edgenode=true

给三个node打标签。

查看DaemonSet的启动情况

$ kubectl -n kube-system get ds
NAME                 DESIRED   CURRENT   READY     UP-TO-DATE   AVAILABLE   NODE-SELECTOR                              AGE
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IP172.20.0.119

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VIP172.20.0.119)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