Kubernetes 1.3 的蚌中之珠

2016-07-27

伴随着5000多次的提交,以及大约350位贡献者在社区以及该行业的贡献,Kubernetes现在已经到1.3版本了,已于上周发布!网址:http://blog.kubernetes.io/2016/07/kubernetes-1.3-bridging-cloud-native-and-enterprise-workloads.html。

Kubernetes的首次发布要追溯到两年前。这个项目的社区参与度和创新度都达到了惊人的地步,有个人参与合作,也有行业领导者(谷歌,红帽等等)来推进,并且给所有人带来生产级容器集群管理。这篇博客就是来探究Kubernetes1.3中的一些隐藏功能的。


Kubernetes1.3中的新功能

Kubernetes1.3已经把重点放到了跨集群、跨区域和跨云边界上的部署和扩容服务,运行稍大范围的工作(包括有状态服务,比如说数据库),增加规模和自动化,并且支持rkt,OCI&CNI容器标准。


PetSet

到现在为止,部署有状态应用(比如分布式数据库)已经是一个棘手的问题,但是其实也不是做不到。Jetstack在伦敦的KubeCon上演讲描述了这些挑战,同样也描述了解决方案的普通模式。网址:https://www.youtube.com/watch?v=jsTQ24CLRhI。

社区引进的alpha版本中的“PetSet”对象来描述这样的系统。kubernetes现在有一个功能,可以用来部署Pods,这些Pods的功能是保障网络和存储身份。它甚至还可以动态规定云端的按需存储(目前只能用在AWS EBS和GCE PD上)。


集群联盟(“Ubernetes”)

Kubernetes1.3令运行在多个集群上的服务发现成为可能,可能会让跨区域,或者跨云提供商来供容器或者外部客户使用。这个“Ubernetes”联盟可以被用来增加HA,地理分配和混合云/多云端,是令人兴奋的第一阶段,并会在1.4及之后的版本中继续开发和完善。


Rktnetes 1.0

Kubernetes创建之初就没有与特定容器运行环境绑定。Kubernetes1.3版本是第一个整合rkt运行环境的稳定版本,可以用来替换Docker(目前为止的默认运行环境)。是的,这就是rktnetes。

rkt是Core OS一个快速成熟的项目,现在已经是1.10.0版本了。它实现了应用程序容器规范,还拥有很多可以完美取代Docker的功能。比如,兼容初始化系统(如systemd,nspawn),确保有更大的隔离(使用LKVM stage1)。

在最近的博客中从CoreOS团队那里了解更多关于rktnetes的信息。网址:http://blog.kubernetes.io/2016/07/rktnetes-brings-rkt-container-engine-to-Kubernetes.html。


可扩展性

Kubernetes现在支持2000个节点的集群,同时还减少了端对端Pod启动时间。在这样的情况下,最后造成了可扩展性的改进的挑战就是使用基于Protocol Buffer(网址:https://developers.google.com/protocol-buffers/)系列化的API,而不是JSON,最后对可扩展性的做了改进。

最近的博客帖子描述了一些改进的细节,以及项目使用的Kubemark性能测试工具。网址:http://blog.kubernetes.io/2016/07/kubernetes-updates-to-performance-and-scalability-in-1.3.html。

在几周或几个月后,Jetstack将会在博客中更加细致地讲述这些新的用户面对的功能,重点是,他们还会解释如何开启,如何将他们用到实践中去。比如,我会展示如何处理使用Kubernetes多区/多云。我们也会展示如何在本地更加轻松地部署分布式数据库——在我们与客户目前正在积极处理的区域内。


Kubernetes1.3隐藏的新功能

这篇帖子中除了主要的部分,我们还想要引出一些我们十分喜欢的,但是知道的人还很少的功能,但是这些功能也同样有用,同样十分重要。要注意的是,一些功能和增强功能都还是alpha版本。

Kubectl Deployment

Deployment是一个提供声明式,服务端更新Pod和ReplicaSets的API。虽然它还是个测试版功能,但是它现在已经被广泛接受和使用了,并处于活跃开发期,包括计划和进行中的新功能(具体请参阅路线部署图)。在Kubernetes1.3中,新的命令已经被添加到kubectl使管理和监控部署更新更加便利。


更新Deployment的容器镜像

以前,如果你想要在ReplicaSet中为Pods更新容器镜像,通过Deployment管理,你可以使用kubectl并且直接编辑Deployment的YAML。

新的命令kubectl设置现在允许容器镜像在单行命令行上设置。

监控deployment rollout

为了监控更新的rollout,并且验证它是否成功,这里有个新的很方便的命令:rolloutstatus。比如,nginx/nginx:1.7.9中查看nginx/nginx:1.9.1 的rollout。


垃圾回收(测试版)

Kubernetes资源常常互相依赖。比如,ReplicaSets根据指定的模板创建Pods。如果你想要删除这个ReplicaSet,你就必须要找出跟选择器匹配的Pod,串联删除匹配的Pods。

以后在1.4版本或者更高版本中,这样的串联清理会由KCM(kube controller manager)来处理。在准备阶段,1.3为API对象引入了额外的元数据域ownerReferences。对于ReplicaSet/Pods的例子,Pods包含了到它们所有者的ReplicaSet的引用。一旦ReplicaSet被删除,garbage collector也会删除这个Pod。还有一个叫做orphanDependents的配置选项,可以禁用串联删除的功能。

垃圾回收在1.3中还是一个alpha功能,所以默认状态下,它是禁用的。要打开这个功能,你需要打开kube-apiserver和KCM,还有flag——启用garbage collector。

在用户指南那里了解更多关于garbage collector的功能,要注意的是,使用的时候要自己承担风险(毕竟是测试版)。


Shell补全整合到kubectl

作为资深kubectl用户,你可能已经知道这个补全脚本,保存在/contrib/completions核心项目的文件夹中。这不仅提供了kubectl的子命令和参数,还提供了像Namespace和Pods资源的名字。

像往常一样,对于Go语言二进制文件来说,kubectl的分布通常只包括单个文件。这就令保留兼容性的完整文件更加困难了。出于这个原因,这个脚本从1.3版本起就被整合到kubectl。现在加载补全性跟添加一行代码一样简单:


Init containers(测试版)

测试版本功能init containers允许在长期运行的主要Pod容器发布之前运行某一命令。这些命令按顺序执行,只有当这些命令成功运行,主容器才会开始运行。这就允许你能够下载特定的文件到数据卷,生成应用程序的配置文件,在这个过程中不需要再重新打包到容器镜像等等。

下面是Pod运行kubectl的特定版本的例子。在每次Pod发布的时候下载这个版本。为了演示,第二个init containers包括了一个执行kubectl二进制的命令。Pod说明书包括了必要的annotation,如下图所示:

Pod一旦在状态内运行,你就可以使用下载好的kubectl二版本-kubectl exec到Pod容器中来运行kubectl;):

在http://kubernetes.io/docs/user-guide/production-pods/#handling-initialization了解更多init containers及其使用方法。

 

为pods/containers使用定制配置(测试版)

 docker 从1.10版本开始支持配置Seccomp策略来初步限制容器执行特权。Seccomp通过拦截系统调用来实施这个沙箱机制。这个过滤器由BPF规则来定义。

要把特定配置文件绑定到Pod上,你可以使用以下alpha annotations:

  • 为所有Pod的容器定义一个Seccomp:seccomp.security.alpha.kubernete.io/pod

为单个容器定义一个Seccomp文件:container.seccomp.security.alpha.kubernetes.io/${container_name}

对注释的值,你可以使用以下内容:

如果你想要使用定制配置(前缀是localhost/),你必须把这些复制到你集群中的每一个工作节点。文件的默认文件夹是/var/lib/kubelet/seccomp.


例子:如何阻止chmod 系统调用 

在这个例子中,我们创建了两个Pods。都要尝试在文件上修改权限。当Pod chmod-unconfined用Docker的默认文件运行成功,在Pod chmod-prevented中同样的命令行运行失败,因为这是它的Seccomp文件所不允许的。

要清楚的是你必须满足以下要求才可以:

  • Docker版本必须1.10及以上
  • Kubernetes的版本要1.3.0-beta.2版本及以上
  • 要复制prevent-chmod到所有的worker节点
  • Seccomp Profile/var/lib/kubelet/seccomp/prevent-chmod
  • Pod specification seccomp-pods.yaml
  • create pods


文章由才云科技翻译,如若转载,必须注明转载自“才云科技”。

原文作者:Matthew Bates

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