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如何使用Rancher 2.0在Kubernetes集群上部署Istio

时间:2018-08-13 10:44:02      阅读:330      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:群集   orm   str   aging   one   之间   ora   思考   1.4   

Service mesh旨在解决云原生应用之间服务拓扑的连接问题。如果你想要构建云原生应用,那么就需要Service mesh。Istio是Service mesh中的一个明星项目,在Istio文档中对其有非常全面的介绍:https://istio.io/docs/concepts/what-is-istio/。Istio基于Envoy Proxy,是一个极其有前景的Service mesh解决方案,有多家科技巨头对其进行联合开发。


目前,Istio最适合Kubernetes,但未来也会支持其他平台。因此,为了部署Istio并且展示其功能,首先需要一个Kubernetes集群。满足这一条件之后,使用Rancher 2.0将十分容易。


前期准备


为了能够顺利demo,你需要做如下准备:

 

  • 一个Google Cloud账号,免费的即可

  • 一个Ubuntu 16.04实例(这将是Rancher实例的运行环境)

  • 一个部署于Google Cloud Platform并且使用GKE服务的Kubernetes集群。本次demo使用的是1.10.5-gke.2版本

  • Istio 0.8.0(这是本文成稿时使用的版本,现在Istio 1.0已发布)

 

一般情况下,本教程中的步骤对于更新的版本也适用。

 

启动Rancher 2.0


首先,启动一个Rancher 2.0实例。关于如何启动Rancher 2.0,可以参考Rancher官网上的入门教程,非常简洁直观(https://rancher.com/quick-start/)。必要的步骤也会在下文中列出。

 

本文示例将使用Google Cloud Platform,所以我们首先启动一个Ubuntu实例并且通过Console 或者CLI(https://cloud.google.com/compute/docs/instances/create-start-instance)。使用HTTP和HTTPs协议与其通信。实现上述目的的命令如下:


gcloud compute --project=rancher-20 instances create rancher-20 --zone=europe-west2-a --machine-type=n1-standard-1 --tags=http-server,https-server --image=ubuntu-1604-xenial-v20180627 --image-project=ubuntu-os-cloud

gcloud compute --project=rancher-20 firewall-rules create default-allow-http --direction=INGRESS --priority=1000 --network=default --action=ALLOW --rules=tcp:80 --source-ranges=0.0.0.0/0 --target-tags=http-server

gcloud compute --project=rancher-20 firewall-rules create default-allow-https --direction=INGRESS --priority=1000 --network=default --action=ALLOW --rules=tcp:443 --source-ranges=0.0.0.0/0 --target-tags=https-server

请确保Rancher 实例至少有1 vCPU和大约4GB的RAM可用。 

接着,通过ssh登录到Ubuntu实例并且安装Docker(https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu/)。Docker安装完成之后,即可启动Rancher验证其是否正在运行。


ubuntu@rancher-20:~$ sudo docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 rancher/rancher
Unable to find image 'rancher/rancher:latest' locally
latest: Pulling from rancher/rancher
6b98dfc16071: Pull complete
4001a1209541: Pull complete
6319fc68c576: Pull complete
b24603670dc3: Pull complete
97f170c87c6f: Pull complete
c5880aba2145: Pull complete
de3fa5ee4e0d: Pull complete
c973e0300d3b: Pull complete
d0f63a28838b: Pull complete
b5f0c036e778: Pull complete
Digest: sha256:3f042503cda9c9de63f9851748810012de01de380d0eca5f1f296d9b63ba7cd5
Status: Downloaded newer image for rancher/rancher:latest
2f496a88b82abaf28e653567d8754b3b24a2215420967ed9b817333ef6d6c52f
ubuntu@rancher-20:~$ sudo docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS                                      NAMES
2f496a88b82a        rancher/rancher     "rancher --http-list…"   About a minute ago   Up 59 seconds       0.0.0.0:80->80/tcp, 0.0.0.0:443->443/tcp   elegant_volhard

获得Ubuntu实例的公共IP地址,并用你的浏览器访问它。

$ gcloud compute instances describe rancher-20 --project=rancher-20 --format="value(networkInterfaces[0].accessConfigs[0].natIP)"
35.189.72.39

接着页面会重新跳转到Rancher的HTTPs协议页面上,并且你将看到浏览器的警告。因为Rancher使用的是自签名证书。不需要理会这些警告,因为你已经启动了实例(千万不要在不受信任的网站上进行这项操作),接下来开始设置管理员密码和服务器URL来启动Rancher 2.0。下面就可以开始启动Kubernetes集群了。


启动一个Kubernetes集群


首先,你需要一个附加以下角色的Google云服务账号:Compute Viewer,Kubernetes Engine Admin, Service Account User, Project Viewer。接着,你需要生成服务账户密钥,具体步骤请参考:https://cloud.google.com/iam/docs/creating-managing-service-account-keys

 

现在你可以用你的服务账户密钥来使用Rancher 2.0启动一个Kubernetes集群(使用默认的Compute Engine服务帐户是安全的):


gcloud iam service-accounts keys create ./key.json     --iam-account <SA-NAME>@developer.gserviceaccount.com


请留意<SA-NAME>@developer.gserviceaccount.com值,你稍后还会用到它。

 

现在,你已经做好启动集群的准备工作了。打开Rancher的面板,然后点击【添加集群/Add Cluster】。你需要执行以下操作:

  1. 在选择Kubernetes托管服务提供商时,选择GCE;

  2. 为你的集群起一个名字,比如rancher-demo;

  3. 将服务密钥详细信息从上述步骤中生成的key.json文件导出或复制粘贴到Service Account字段中。

 

接着去【配置节点/Configure Nodes】选项并按如下选择:

  1. Kubernetes版本的选择,你可以选择最新版本,不过本测试是在1.10.5-gke.2版本上进行的;

  2. 区域的选择,选择离你最近的区域;

  3. 机器类型的选择,至少需要 n1-standard-1;

  4. 至于节点数,对于Istio Demo来说,至少需要4个节点。

 

当上述内容设置完成之后,你的设置页面如下图所示:


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毫不犹豫地点击【创建/Create】吧。


几分钟之后,你可以在Rancher的面板上看到集群处于活跃状态。还记得上文提到的<SA-NAME>@developer.gserviceaccount.com值吗?现在它要派上用场了。你需要用它来授予当前用户群集管理员权限(需要管理员权限才能为Istio创建必要的RBAC规则)。为此,你需要点击Rancher面板上rancher-demo的集群名字,然后进入rancher-demo的集群面板。

 

现在启动kubectl,这将打开这个特定群集的kubectl命令行。你还可以导出Kubeconfig文件,与本地安装的kubectl一起使用。基于本次实例的目的,使用Rancher提供的命令行就可以了。你打开了命令行之后,运行下列命令:


> kubectl create clusterrolebinding cluster-admin-binding     --clusterrole=cluster-admin     --user=<SA-NAME>@developer.gserviceaccount.com

clusterrolebinding "cluster-admin-binding" created


在Rancher上部署Istio


Istio有一个Helm包,Rancher可以用它安装Istio。想要获得官方的Istio Helm包,需要将Istio的库添加到Rancher的应用目录里。为此,首先要访问Rancher Global View,进入目录选项,并选择【添加目录】,名字填写istio-github,目录URL为https://github.com/istio/istio.git(Rancher可以处理git clone处理的任何事情),在Branch的部分,你可以写branch名字,并将其设置为master。设置完成后,应该如下截图所示:


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点击【创建/Create】。


在这一步,你将开始使用Rancher Catalog部署Istio。首先,访问rancher-demo集群的默认项目,并且选择目录应用。当你点击【启动/Launch】之后,你将看到许多默认可用的应用。由于此demo是关于Istio的,在【所有目录/All Catalogs】中选择istio-github目录,也就是你刚刚自行创建的那个。这将为您提供两个选项:istio和istio-remote。选择istio并点击【查看详情/View Details】,你将看到部署Istio的选项,按如下选择:

  1. 设置名字为istio-demo;

  2. 让模板版本保持为0.8.0;

  3. 默认的istio的命名空间是istio-system,因此这里就将命名空间设置为istio-system;

  4. 在默认情况下,Istio不会加密组件之间的访问,但加密功能挺重要的,因此我们需要把加密这一功能加上,;

  5. Istio的helm chart默认不添加Grafana,我们也应该把它加上。


点击Add Answer,将global.controlPlaneSecurityEnabledgrafana.enabled的值设置为true。即可添加上述功能。


完成上述操作之后,界面应该如下图所示:


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点击【启动/Launch】。


如果你现在看到工作负载的标签,那么你应该能看到Istio的所有组件正在你的集群里运行,同时请确保所有的工作负载都是绿色的。此外,还需要检查负载均衡标签,istio-ingressistio-ingressgateway都应该处于活跃状态。

 

如果istio-ingressgateway处于待定(Pending)状态,那么你需要再次申请istio-ingressgateway服务。具体步骤是:点击Import Yaml;对于Import Mode,选择【集群:将任何资源直接导入此集群】Cluster: Direct import of any resources into this cluster;将 istio-demo-ingressgateway.yaml 服务复制/粘贴到 Import Yaml 编辑器并点击导入:

 

这一步骤将解决 istio-ingressgateway待定状态的问题。

 

现在,你需要在Rancher的面板上检查Istio所有的工作负载、负载均衡以及服务发现均处于良好状态。

 

最后还有一样东西需要添加:在你的默认命名空间里添加一个istio-injected标签,Istio sidecar容器会自动注入你的节点,运行下方的kubectl命令(如上文所述,你可以从Rancher内部启动kubectl)。


> kubectl label namespace default istio-injection=enabled
namespace "default" labeled
> kubectl get namespace -L istio-injection
NAME            STATUS    AGE       ISTIO-INJECTION
cattle-system   Active    1h
default         Active    1h        enabled
istio-system    Active    37m
kube-public     Active    1h
kube-system     Active    1h
>


这一标签将使得Istio-Sidecar-Injector自动将Envoy容器注入您的应用程序节点。


部署Bookinfo示例应用


现在,你可以开始部署一个测试应用并且测试Istio的强大功能。首先,部署Bookinfo示例应用。这个应用有趣的部分在于它有三个版本的reviews程序同时运行。我们可-以在这三个版本的程序中体验到Istio的一些功能。接着,访问rancher-demo的默认项目中的工作负载来部署Bookinfo app,具体的操作是:


  1. 点击Import Yaml;下载bookinfo.yaml(https://info.rancher.com/hubfs/bookinfo.yaml)到本地;

  2. 当你进入Import Yaml菜单之后,通过从文件读取,将其上传至Rancher;

  3. 对于 Import Mode,选择【集群:将任何资源直接导入此集群】Cluster: Direct import of any resources into this cluster;

  4. 点击【导入/Import】。

 

这应该为您的rancher-demo Default项目增加6个工作负载。如下图:


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现在,通过Istio暴露Bookinfo app,你需要应用此bookinfo-gateway.yaml(https://info.rancher.com/hubfs/bookinfo-gateway.yaml),操作方式与bookinfo.yaml相同。此时,你可以用浏览器访问bookinfo app。你有两种方式可以获取istio-ingressgateway负载均衡器的外部IP地址:

第一,从Rancher中获取。访问负载均衡,从右手边的菜单栏选择View in API。它将打开一个新的浏览器页面,在那搜索publicEndpoints -> addresses,你就可以看到公共IP地址了。

第二,通过kubectl获取:

 

> export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
> echo $INGRESS_HOST


用你的浏览器访问: http://${INGRESS_HOST}/productpage,然后你应该看到Bookinfo app。多次刷新页面时,你应该看到 Book Reviews部分有三个不同版本:第一个版本没有星星;第二个版本有黑星星;第三个版本有红星星。


使用Istio,您可以限制您的应用仅路由到应用的第一个版本。具体操作为:导入 route-rule-all-v1.yaml( https://info.rancher.com/hubfs/route-rule-all-v1.yaml)到Rancher,几秒之后再刷新页面,你将不会在reviews上看到任何星星。

 

除此之外,你也可以仅将流量路由到一组用户。当你导入route-rule-reviews-test-v2.yaml到Rancher之后,使用jason这个用户名(无需密码)登录Bookinfo app,你应该只能看到版本2的reviews(即有黑星星的版本)。但登出之后,你仅能看到版本1reviews的app。

 

至此,你已经体会了Istio的强大功能。当然,这并非全部,Istio还有很多其他功能。创建此设置后,您可以完成Istio文档中的任务。


Istio的遥感


现在是时候深入了解Istio另一个更有用的功能 :默认情况下提供指标。

 

让我们从Grafana开始。当我们部署Istio时,值设置为true的grafana.enabled创建了一个grafana实例,并配置为收集Istio的指标以几个面板中显示它们。默认情况下,Grafana的服务不会公开显示,因此想要查看指标,首先需要将Grafana的服务暴露给公共IP地址。当然,还有另一个选项也可以暴露服务:NodePort(https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/#nodeport),但是这要求你在Google Cloud Platform防火墙的所有节点上开放Nodeport,这不止有一项任务,因此通过公共IP地址暴露服务更为简单。

 

为此,在rancher-demo的默认项目中访问工作负载并选择【服务发现】标签。当所有在集群上的工作都完成之后,应该有5项服务在默认的命名空间内,有12项服务在istio-system命名空间内,并且所有这些服务都处于活跃状态。接着,选择grafana服务,并且从右边的菜单栏内选择 View/Edit YAML。


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找到包含type: ClusterIP的那行,将其改为type: LoadBalancer,并点击【保存/Save】。然后它应该开始在Google Cloud Platform中配置负载均衡器,并在其默认端口3000上暴露Grafana。如果想要获取Grafana的公共IP地址的话,只需重复bookinfo示例中获取IP地址的步骤即可,即在API中查看grafana服务,你可以在其中找到IP地址,或通过kubectl获取它:


export GRAFANA_HOST=$(kubectl -n istio-system get service grafana -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
echo $GRAFANA_HOST


用你的浏览器访问:http://${GRAFANA_HOST}:3000/,选择其中一个面板,比如 Istio Service。通过此前应用的配置,我们限制了流量,仅显示版本1的reveiws应用。从服务的下拉菜单中选择 reviews.default.svc.cluster.local,就可以从图表中查看。现在使用以下命令从Rancher的kubectl生成一些流量:


export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
for i in {1..1000}; do curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://${INGRESS_HOST}/productpage; sleep 0.2; done


需要等待约5分钟,为Grafana生成的流量将会显示在如下面板上:


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如果你滚动面板,在SERVICE WORKLOADS下你将看到Incoming Requests by Destination And Response Code的图表,它要求Reviews应用程序只在v1端点结束。如果你使用以下命令,生成对版本2的应用的请求(请记得用户jason可以访问版本2的reviews 应用):


export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
for i in {1..1000}; do curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" --cookie "user=jason" http://${INGRESS_HOST}/productpage; sleep 0.2; done


你应该也可以看到显示在版本2的应用上的请求:

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用同样的方式,也可能可以暴露并且看到Istio其他默认的指标,比如Prometheus, Tracing 和ServiceGraph。


总结与思考


正如你所看到的,Istio是一个具有强大功能并且十分实用的service mesh平台。在未来,它一定会成为云原生生态中一个核心工具。但目前, Istio仍暂不建议进入生产环境。引用Kelsey Hightower的一句话:“不要只消耗它,将它部署到生产环境中。你将成为新闻焦点”。无论如何,请你坚信,在不久的将来,Istio一定会被部署到生产环境中。

 

至于Rancher 2.0,它对于查看Kubernetes集群状态、所有的工作负载、服务以及节点都十分实用。它通过WebUI提供了一种简易的方式来管理集群并通过Helm Charts部署应用,即便对于不太熟悉Kubernetes的人来说,Rancher也十分容易上手。使用Rancher 2.0,你会拥有管理Kubernetes集群所需的一切,并对其状态有一个很好的概览。我相信,Rancher的小伙伴们之后会继续添加越来越多实用的功能来不断完善Rancher。


如何使用Rancher 2.0在Kubernetes集群上部署Istio

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