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首頁 服務網格 操作指南 集群與工作負載管理 多集群管理 使用ASM與Karmada實現多集群應用管理

使用ASM與Karmada實現多集群應用管理

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服務網格 ASM（Service Mesh）支持與Karmada（Kubernetes Armada）配合，使您能夠在多個Kubernetes集群中部署和運行云原生應用程序，而無需更改應用程序。Karmada提供了為云原生場景下的多集群應用程序管理提供即插即用的自動化，具有集中式多云管理、高可用性、故障恢復和流量調度等關鍵功能。本文介紹如何使用ASM與Karmada實現多集群應用管理。

背景信息

Karmada使用Kubernetes原生API定義聯邦資源模板，以便輕松與現有Kubernetes采用的工具進行集成。同時，Karmada也提供了一個獨立的Propagation (placement) Policy API 來定義多集群的調度要求。

  • 支持1:N的策略映射機制。您無需每次創建聯邦應用時都標明調度約束。

  • 在使用默認策略的情況下，您可以直接與Kubernetes API交互。

集群模式

Karmada支持通過Push和Pull兩種模式來管理成員集群。Push和Pull模式的主要區別在于部署資源清單時，訪問成員集群的方式。

Push模式

Karmada控制平面將直接訪問成員集群的kube-apiserver，以獲取集群狀態并部署資源清單。

Pull模式?

Karmada 控制平面不會直接訪問成員集群，而是將其請求下放給名為karmada-agent的額外組件處理。

每個karmada-agent服務于一個集群，并承擔以下職責：

  • 將集群注冊到 Karmada 中（創建Cluster對象）

  • 維護集群狀態并向 Karmada 報告（更新Cluster對象的狀態）

  • 監聽來自 Karmada 執行空間（命名空間，格式為karmada-es-<cluster name>）的資源清單，并將監聽到的資源部署到其所服務的集群中。

關鍵組件

Karmada的控制面包括以下組件：

  • Karmada API Server。

  • Karmada Controller Manager。

  • Karmada Scheduler。

ETCD存儲了Karmada API對象，API Server是所有其他組件通訊的REST端點，Karmada Controller Manager根據您通過API服務器創建的API對象執行操作。

image

前提條件

  • 在同一VPC下，已創建兩個ACK集群（本示例為member1和member2）。具體操作，請參見創建ACK托管集群。

    說明

    • 本示例以同一個VPC的兩個集群作為示例場景。如果使用不同的VPC，則需要額外配置以使跨VPC能夠在物理網絡上連通。

    • 在創建集群時，建議使用企業安全組。

  • 已創建ASM實例（本示例為mesh1），且已在default命名空間上配置Sidecar注入策略。

  • 已部署一個Karmada主集群實例（本示例為karmada-master），并將上述兩個ACK集群作為成員集群（本示例為member1和member2）添加到Karmada主集群中。具體操作，請參見Karmada Installation。

  • 已添加兩個集群到ASM實例（mesh1），并創建Serverless入口網關。具體操作，請參見添加集群到ASM實例并創建Serverless入口網關。

步驟一：使用Karmada在多集群中部署應用

與使用ASM Serverless網關實現多集群入口中相同，本文同樣使用Bookinfo示例。不同于手動將review-3和review-1、review-2分別部署到兩個集群中的方式，本節演示基于karmada的Propagation Policy，只需在karmada-master集群中創建傳播策略，即可實現同樣的效果。

  1. 使用以下內容創建bookinfo-karmada.yaml。

    展開查看YAML內容

    # Details service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: details
  labels:
    app: details
    service: details
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: details
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-details
  labels:
    account: details
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: details-v1
  labels:
    app: details
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: details
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: details
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-details
      containers:
      - name: details
        image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/examples-bookinfo-details-v1:1.19.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
---
# Ratings service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: ratings
  labels:
    app: ratings
    service: ratings
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: ratings
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-ratings
  labels:
    account: ratings
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: ratings-v1
  labels:
    app: ratings
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: ratings
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ratings
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-ratings
      containers:
      - name: ratings
        image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/examples-bookinfo-ratings-v1:1.19.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
---
# Reviews service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: reviews
  labels:
    app: reviews
    service: reviews
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: reviews
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-reviews
  labels:
    account: reviews
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: reviews-v1
  labels:
    app: reviews
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: reviews
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: reviews
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-reviews
      containers:
      - name: reviews
        image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/examples-bookinfo-reviews-v1:1.19.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: reviews-v2
  labels:
    app: reviews
    version: v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: reviews
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: reviews
        version: v2
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-reviews
      containers:
      - name: reviews
        image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/examples-bookinfo-reviews-v2:1.19.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: reviews-v3
  labels:
    app: reviews
    version: v3
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: reviews
      version: v3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: reviews
        version: v3
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-reviews
      containers:
      - name: reviews
        image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/examples-bookinfo-reviews-v3:1.19.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
---
# Productpage services
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: productpage
  labels:
    app: productpage
    service: productpage
spec:
  ports:
  - port: 9080
    name: http
  selector:
    app: productpage
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: bookinfo-productpage
  labels:
    account: productpage
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: productpage-v1
  labels:
    app: productpage
    version: v1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: productpage
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: productpage
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: bookinfo-productpage
      containers:
      - name: productpage
        image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/examples-bookinfo-productpage-v1:1.19.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9080
        volumeMounts:
        - name: tmp
          mountPath: /tmp
        securityContext:
          runAsUser: 1000
      volumes:
      - name: tmp
        emptyDir: {}
---

  2. 執行以下命令，在karmada主集群中部署bookinfo應用。

    kubectl --kubeconfig /etc/karmada/karmada-apiserver.config apply -f bookinfo-karmada.yaml
    說明

    karmada主集群的kubeconfig文件默認保存位置為/etc/karmada/karmada-apiserver.config，如果您在部署主集群時選擇了其他安裝位置，請將--kubeconfig后的路徑替換為實際的路徑。

  3. 使用以下內容創建propagation.yaml。

    apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:
  name: service-propagation
spec:
  resourceSelectors:
    - apiVersion: v1
      kind: Service
      name: productpage
    - apiVersion: v1
      kind: Service
      name: details
    - apiVersion: v1
      kind: Service
      name: reviews
    - apiVersion: v1
      kind: Service
      name: ratings
  placement:
    clusterAffinity:
      clusterNames:
        - member1
        - member2
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:
  name: produtpage-propagation
spec:
  resourceSelectors:
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: productpage-v1
    - apiVersion: v1
      kind: ServiceAccount
      name: bookinfo-productpage
  placement:
    clusterAffinity:
      clusterNames:
        - member1
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:
  name: details-propagation
spec:
  resourceSelectors:
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: details-v1

    - apiVersion: v1
      kind: ServiceAccount
      name: bookinfo-details
  placement:
    clusterAffinity:
      clusterNames:
        - member2
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:
  name: reviews-propagation
spec:
  resourceSelectors:
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: reviews-v1
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: reviews-v2
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: reviews-v3
    - apiVersion: v1
      kind: ServiceAccount
      name: bookinfo-reviews
  placement:
    clusterAffinity:
      clusterNames:
        - member1
        - member2
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:
  name: ratings-propagation
spec:
  resourceSelectors:
    - apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: ratings-v1
    - apiVersion: v1
      kind: ServiceAccount
      name: bookinfo-ratings
  placement:
    clusterAffinity:
      exclude:
        - member1

    PropagationPolicy的.spec.placement.clusterAffinity表示對某一特定集群的調度限制，如果沒有這個限制，任何集群都可以作為調度候選者。

    它有四個字段可以設置。

    配置項

    說明

    LabelSelector

    用于通過標簽選擇成員集群的過濾器。如果它非空且不為nil，則只會選擇與此過濾器匹配的集群。

    FieldSelector

    用于通過字段選擇成員集群。如果它非空且不為nil，僅匹配此篩選器的集群將被選擇。

    ClusterNames

    您可以設置字段以指定所選集群的ClusterNames。

    ExcludeClusters

    您可以設置字段以排除所選集群的ClusterNames。

    本示例只使用了ClusterNames和ExcludeClusters兩個字段，更多關于.spec.placement.clusterAffinity字段的信息，請參見Resource Propagating。

  4. 執行以下命令，部署PropagationPolicy。

    kubectl --kubeconfig /etc/karmada/karmada-apiserver.config apply -f propagation.yaml

  5. 分別使用member1集群和member2集群的kubeconfig查看Deployment。

    1. member1

      kubectl --kubeconfig member1 get deployment

      預期輸出：

      NAME             READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
productpage-v1   1/1     1            1           12m
reviews-v1       1/1     1            1           12m
reviews-v2       1/1     1            1           12m
reviews-v3       1/1     1            1           12m

    2. member2

      kubectl --kubeconfig member2 get deployment

      預期輸出：

      NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
details-v1   1/1     1            1           16m
ratings-v1   1/1     1            1           16m
reviews-v1   1/1     1            1           16m
reviews-v2   1/1     1            1           16m
reviews-v3   1/1     1            1           16m

步驟二：添加虛擬服務和網關規則

  1. 在default命名空間下，使用以下內容創建一個名為bookinfo的虛擬服務。具體操作，請參見管理虛擬服務。

    apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - bookinfo-gateway
  http:
  - match:
    - uri:
        exact: /productpage
    - uri:
        prefix: /static
    - uri:
        exact: /login
    - uri:
        exact: /logout
    - uri:
        prefix: /api/v1/products
    route:
    - destination:
        host: productpage
        port:
          number: 9080

  2. 在default命名空間下，使用以下內容創建一個名為bookinfo-gateway的網關規則。具體操作，請參見管理網關規則。

    apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: bookinfo-gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway # use istio default controller
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"

步驟三：訪問驗證

  1. 獲取入口網關的IP地址。具體操作，請參見獲取入口網關地址。

  2. 在瀏覽器地址欄，輸入http://{Serverless入口網關的IP地址}/productpage，并多次刷新頁面。可以看到頁面出現reviews的3個版本，且比例接近1:1:1。雖然review-v3和其他服務不在同一個集群中，也可以正常顯示。

    image

    image

    image