Google Kubernetes Engine

本例中展示了如何在两个 Google Kubernetes Engine 集群的基础上，配置一个单一控制平面的多集群网格。

开始之前

在安装 Istio 的先决条件之外，本示例还需要如下安装步骤：

  • 这个例子需要一个有效的 Google Platform 项目

  • 此示例需要启用结算的有效 Google Cloud Platform 项目。

  • 安装并初始化 Google Cloud SDK

创建 GKE 集群

  • 为 gcloud 创建缺省项目以进行后续操作。
  1. $ gcloud config set project myProject
  2. $ proj=$(gcloud config list --format='value(core.project)')
  • 创建两个 GKE 集群以便尝试多集群功能。

注意：为了使用跨集群的直接 Pod 间通信，需要启用 —enable-ip-alias，zone 的值要从 GCP zones 中进行选择。

  1. $ zone="us-east1-b"
  2. $ cluster="cluster-1"
  3. $ gcloud container clusters create $cluster --zone $zone --username "admin" \
  4.   --cluster-version "1.9.6-gke.1" --machine-type "n1-standard-2" --image-type "COS" --disk-size "100" \
  5.   --scopes "https://www.googleapis.com/auth/compute","https://www.googleapis.com/auth/devstorage.read_only",\
  6.   "https://www.googleapis.com/auth/logging.write","https://www.googleapis.com/auth/monitoring",\
  7.   "https://www.googleapis.com/auth/servicecontrol","https://www.googleapis.com/auth/service.management.readonly",\
  8.   "https://www.googleapis.com/auth/trace.append" \
  9.   --num-nodes "4" --network "default" --enable-cloud-logging --enable-cloud-monitoring --enable-ip-alias --async
  10. $ cluster="cluster-2"
  11. $ gcloud container clusters create $cluster --zone $zone --username "admin" \
  12.   --cluster-version "1.9.6-gke.1" --machine-type "n1-standard-2" --image-type "COS" --disk-size "100" \
  13.   --scopes "https://www.googleapis.com/auth/compute","https://www.googleapis.com/auth/devstorage.read_only",\
  14.   "https://www.googleapis.com/auth/logging.write","https://www.googleapis.com/auth/monitoring",\
  15.   "https://www.googleapis.com/auth/servicecontrol","https://www.googleapis.com/auth/service.management.readonly",\
  16.   "https://www.googleapis.com/auth/trace.append" \
  17.   --num-nodes "4" --network "default" --enable-cloud-logging --enable-cloud-monitoring --enable-ip-alias --async
  • 反复执行下面的命令，等待集群进入 RUNNING 状态：
  1. $ gcloud container clusters list
  1. $ gcloud container clusters get-credentials cluster-1 --zone $zone
  2. $ gcloud container clusters get-credentials cluster-2 --zone $zone

  • 使用 kubectl 访问各个集群：

    • 检查 cluster-1：
  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-1"
  2. $ kubectl get pods --all-namespaces
  • 检查 cluster-2：
  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-2"
  2. $ kubectl get pods --all-namespaces
  • 为当前 GPC 用户的 Kubernetes 凭据创建一个 cluster-admin 角色绑定。

注意：使用你的 Google Cloud 账号绑定的邮箱替换下面的 mygcp@gmail.com：

  1. $ KUBE_USER="mygcp@gmail.com"
  2. $ kubectl create clusterrolebinding gke-cluster-admin-binding \
  3.   --clusterrole=cluster-admin \
  4.   --user="${KUBE_USER}"

创建 Google Cloud 防火墙规则

为了允许每个集群中的 Pod 能够直接通信，创建如下规则：

  1. $ function join_by { local IFS="$1"; shift; echo "$*"; }
  2. $ ALL_CLUSTER_CIDRS=$(gcloud container clusters list --format='value(clusterIpv4Cidr)' | sort | uniq)
  3. $ ALL_CLUSTER_CIDRS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_CIDRS}"))
  4. $ ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(gcloud compute instances list --format='value(tags.items.[0])' | sort | uniq)
  5. $ ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_NETTAGS}"))
  6. $ gcloud compute firewall-rules create istio-multicluster-test-pods \
  7.   --allow=tcp,udp,icmp,esp,ah,sctp \
  8.   --direction=INGRESS \
  9.   --priority=900 \
  10.   --source-ranges="${ALL_CLUSTER_CIDRS}" \
  11.   --target-tags="${ALL_CLUSTER_NETTAGS}" --quiet

安装 Istio 控制平面

接下来生成一个 Istio 安装文件、安装，并在 default 命名空间中启用 Sidecar 的自动注入：

  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-1"
  2. $ helm template install/kubernetes/helm/istio --name istio --namespace istio-system > $HOME/istio_master.yaml
  3. $ kubectl create ns istio-system
  4. $ kubectl apply -f $HOME/istio_master.yaml
  5. $ kubectl label namespace default istio-injection=enabled

执行下面的命令，等待 Pod 启动：

  1. $ kubectl get pods -n istio-system

生成远程集群的安装文件

  • 获取控制平面 Pod 的 IP 地址：
  1. $ export PILOT_POD_IP=$(kubectl -n istio-system get pod -l istio=pilot -o jsonpath='{.items[0].status.podIP}')
  2. $ export POLICY_POD_IP=$(kubectl -n istio-system get pod -l istio=mixer -o jsonpath='{.items[0].status.podIP}')
  3. $ export TELEMETRY_POD_IP=$(kubectl -n istio-system get pod -l istio-mixer-type=telemetry -o jsonpath='{.items[0].status.podIP}')
  • 生成远程集群的安装文件：
  1. $ helm template install/kubernetes/helm/istio-remote --namespace istio-system \
  2.   --name istio-remote \
  3.   --set global.remotePilotAddress=${PILOT_POD_IP} \
  4.   --set global.remotePolicyAddress=${POLICY_POD_IP} \
  5.   --set global.remoteTelemetryAddress=${TELEMETRY_POD_IP} > $HOME/istio-remote.yaml

安装远程集群

下面的步骤会安装一个最精简的 Istio 组件集合，并为远端集群 default 命名空间启用 Sidecar 的自动注入：

  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-2"
  2. $ kubectl create ns istio-system
  3. $ kubectl apply -f $HOME/istio-remote.yaml
  4. $ kubectl label namespace default istio-injection=enabled

为 Istio pilot 创建远程集群的 kubeconfig 文件

istio-remote Helm chart 会给 Istio pilot discovery 创建一个最小化权限的 Service account。

  • 在给 Service account istio-multi 创建 kubeconfig 文件之前，首先要准备环境变量：
  1. $ export WORK_DIR=$(pwd)
  2. $ CLUSTER_NAME=$(kubectl config view --minify=true -o "jsonpath={.clusters[].name}")
  3. $ CLUSTER_NAME="${CLUSTER_NAME##*_}"
  4. $ export KUBECFG_FILE=${WORK_DIR}/${CLUSTER_NAME}
  5. $ SERVER=$(kubectl config view --minify=true -o "jsonpath={.clusters[].cluster.server}")
  6. $ NAMESPACE=istio-system
  7. $ SERVICE_ACCOUNT=istio-multi
  8. $ SECRET_NAME=$(kubectl get sa ${SERVICE_ACCOUNT} -n ${NAMESPACE} -o jsonpath='{.secrets[].name}')
  9. $ CA_DATA=$(kubectl get secret ${SECRET_NAME} -n ${NAMESPACE} -o "jsonpath={.data['ca\.crt']}")
  10. $ TOKEN=$(kubectl get secret ${SECRET_NAME} -n ${NAMESPACE} -o "jsonpath={.data['token']}" | base64 --decode)

注意：在很多系统中都可以使用 openssl enc -d -base64 -A 来替代 base64 —decode。

  • 在工作目录中为 Service account istio-multi 创建一个 kubeconfig 文件：
  1. $ cat <<EOF > ${KUBECFG_FILE}
  2. apiVersion: v1
  3. clusters:
  4.    - cluster:
  5.        certificate-authority-data: ${CA_DATA}
  6.        server: ${SERVER}
  7.      name: ${CLUSTER_NAME}
  8. contexts:
  9.    - context:
  10.        cluster: ${CLUSTER_NAME}
  11.        user: ${CLUSTER_NAME}
  12.      name: ${CLUSTER_NAME}
  13. current-context: ${CLUSTER_NAME}
  14. kind: Config
  15. preferences: {}
  16. users:
  17.    - name: ${CLUSTER_NAME}
  18.      user:
  19.        token: ${TOKEN}
  20. EOF

至此，远程集群的 kubeconfig 就已经创建好并保存到了 ${WORK_DIR} 目录之中了，文件名称和原始的 kubeconfig 文件中的集群名称一致。

配置 Istio 控制平面，以发现远程集群

为每个远程集群创建 Secret 并用标签进行标记：

  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-1"
  2. $ kubectl create secret generic ${CLUSTER_NAME} --from-file ${KUBECFG_FILE} -n ${NAMESPACE}
  3. $ kubectl label secret ${CLUSTER_NAME} istio/multiCluster=true -n ${NAMESPACE}

部署跨集群的 Bookinfo 示例

  • 在第一个集群上安装 Bookinfo，然后删除 reviews-v3 的 Deployment，以便在远程集群进行部署：

ZipZip

  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-1"
  2. $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml@
  3. $ kubectl apply -f @samples/bookinfo/networking/bookinfo-gateway.yaml@
  4. $ kubectl delete deployment reviews-v3
  • 为远端集群创建 reviews-v3.yaml 文件，准备部署：
  1. ---
  2. ##################################################################################################
  3. # Ratings service
  4. ##################################################################################################
  5. apiVersion: v1
  6. kind: Service
  7. metadata:
  8.   name: ratings
  9.   labels:
  10.     app: ratings
  11. spec:
  12.   ports:
  13.   - port: 9080
  14.     name: http
  15. ---
  16. ##################################################################################################
  17. # Reviews service
  18. ##################################################################################################
  19. apiVersion: v1
  20. kind: Service
  21. metadata:
  22.   name: reviews
  23.   labels:
  24.     app: reviews
  25. spec:
  26.   ports:
  27.   - port: 9080
  28.     name: http
  29.   selector:
  30.     app: reviews
  31. ---
  32. apiVersion: extensions/v1beta1
  33. kind: Deployment
  34. metadata:
  35.   name: reviews-v3
  36. spec:
  37.   replicas: 1
  38.   template:
  39.     metadata:
  40.       labels:
  41.         app: reviews
  42.         version: v3
  43.     spec:
  44.       containers:
  45.       - name: reviews
  46.         image: istio/examples-bookinfo-reviews-v3:1.5.0
  47.         imagePullPolicy: IfNotPresent
  48.         ports:
  49.         - containerPort: 9080
  50. EOF

注意：ratings 服务定义也被加入远程集群，其原因是 reviews-v3 是 ratings 的客户端，创建了服务对象，就创建了 DNS 条目。reivews-v3 中的 Sidecar 会在 DNS 解析到服务地址之后来确定正确的 ratings 服务端点。如果使用的是多集群 DNS 方案，例如在 Kubernetes 联邦集群之中，这一步骤就不必执行了。

  • 在远端部署 reviews-v3：
  1. $ kubectl config use-context "gke_${proj}_${zone}_cluster-2"
  2. $ kubectl apply -f $HOME/reviews-v3.yaml
  • 获取 istio-ingressgateway 服务的外部 IP，以便发起对 bookinfo 页面的访问，来验证 Istio 是否已经在 reviews 服务的负载均衡中包含了远端集群的 reviews-v3 实例：
  1. $ kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system

重复访问 http://<GATEWAY_IP>/productpage，每个版本的 reviews 服务应该会以同样几率做出响应，其中包含了远端集群的 reviews-v3（红色）。可能需要多次访问才能看到预期效果。

卸载

除了按照基于 VPN 的多集群卸载操作之外，还应该执行以下步骤：

  • 删除 Google Cloud 防火墙规则：
  1. $ gcloud compute firewall-rules delete istio-multicluster-test-pods --quiet
  • 从不再用于 Istio 的每个集群中删除 cluster-admin 角色绑定：
  1. $ kubectl delete clusterrolebinding gke-cluster-admin-binding
  • 删除不再使用的任何 GKE 集群。以下是远程集群 cluster-2 的示例 delete 命令：
  1. $ gcloud container clusters delete cluster-2 --zone $zone

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