--- layout: blog title: 'KubeDirector:在 Kubernetes 上运行复杂状态应用程序的简单方法' date: 2018-10-03 --- **作者**:Thomas Phelan(BlueData) KubeDirector 是一个开源项目,旨在简化在 Kubernetes 上运行复杂的有状态扩展应用程序集群。KubeDirector 使用自定义资源定义(CRD) 框架构建,并利用了本地 Kubernetes API 扩展和设计哲学。这支持与 Kubernetes 用户/资源 管理以及现有客户端和工具的透明集成。 我们最近[介绍了 KubeDirector 项目](https://medium.com/@thomas_phelan/operation-stateful-introducing-bluek8s-and-kubernetes-director-aa204952f619/),作为我们称为 BlueK8s 的更广泛的 Kubernetes 开源项目的一部分。我很高兴地宣布 [KubeDirector](https://github.com/bluek8s/kubedirector/) 的 pre-alpha 代码现在已经可用。在这篇博客文章中,我将展示它是如何工作的。 KubeDirector 提供以下功能: * 无需修改代码即可在 Kubernetes 上运行非云原生有状态应用程序。换句话说,不需要分解这些现有的应用程序来适应微服务设计模式。 * 本机支持保存特定于应用程序的配置和状态。 * 与应用程序无关的部署模式,最大限度地减少将新的有状态应用程序装载到 Kubernetes 的时间。 KubeDirector 使熟悉数据密集型分布式应用程序(如 Hadoop、Spark、Cassandra、TensorFlow、Caffe2 等)的数据科学家能够在 Kubernetes 上运行这些应用程序 -- 只需极少的学习曲线,无需编写 GO 代码。由 KubeDirector 控制的应用程序由一些基本元数据和相关的配置工件包定义。应用程序元数据称为 KubeDirectorApp 资源。 要了解 KubeDirector 的组件,请使用类似于以下的命令在 [GitHub](https://github.com/bluek8s/kubedirector/) 上克隆存储库: ``` git clone http://@github.com/bluek8s/kubedirector. ``` Spark 2.2.1 应用程序的 KubeDirectorApp 定义位于文件 `kubedirector/deploy/example_catalog/cr-app-spark221e2.json` 中。 ``` ~> cat kubedirector/deploy/example_catalog/cr-app-spark221e2.json { "apiVersion": "kubedirector.bluedata.io/v1alpha1", "kind": "KubeDirectorApp", "metadata": { "name" : "spark221e2" }, "spec" : { "systemctlMounts": true, "config": { "node_services": [ { "service_ids": [ "ssh", "spark", "spark_master", "spark_worker" ], … ``` 应用程序集群的配置称为 KubeDirectorCluster 资源。示例 Spark 2.2.1 集群的 KubeDirectorCluster 定义位于文件 `kubedirector/deploy/example_clusters/cr-cluster-spark221.e1.yaml` 中。 ``` ~> cat kubedirector/deploy/example_clusters/cr-cluster-spark221.e1.yaml apiVersion: "kubedirector.bluedata.io/v1alpha1" kind: "KubeDirectorCluster" metadata: name: "spark221e2" spec: app: spark221e2 roles: - name: controller replicas: 1 resources: requests: memory: "4Gi" cpu: "2" limits: memory: "4Gi" cpu: "2" - name: worker replicas: 2 resources: requests: memory: "4Gi" cpu: "2" limits: memory: "4Gi" cpu: "2" - name: jupyter … ``` ## 使用 KubeDirector 在 Kubernetes 上运行 Spark 使用 KubeDirector,可以轻松在 Kubernetes 上运行 Spark 集群。 首先,使用命令 `kubectl version` 验证 Kubernetes(版本 1.9 或更高)是否正在运行 ``` ~> kubectl version Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"11", GitVersion:"v1.11.3", GitCommit:"a4529464e4629c21224b3d52edfe0ea91b072862", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2018-09-09T18:02:47Z", GoVersion:"go1.10.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"} Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"11", GitVersion:"v1.11.3", GitCommit:"a4529464e4629c21224b3d52edfe0ea91b072862", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2018-09-09T17:53:03Z", GoVersion:"go1.10.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"} ``` 使用以下命令部署 KubeDirector 服务和示例 KubeDirectorApp 资源定义: ``` cd kubedirector make deploy ``` 这些将启动 KubeDirector pod: ``` ~> kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE kubedirector-58cf59869-qd9hb 1/1 Running 0 1m ``` `kubectl get KubeDirectorApp` 列出中已安装的 KubeDirector 应用程序 ``` ~> kubectl get KubeDirectorApp NAME AGE cassandra311 30m spark211up 30m spark221e2 30m ``` 现在,您可以使用示例 KubeDirectorCluster 文件和 `kubectl create -f deploy/example_clusters/cr-cluster-spark211up.yaml` 命令 启动 Spark 2.2.1 集群。验证 Spark 集群已经启动: ``` ~> kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE kubedirector-58cf59869-djdwl 1/1 Running 0 19m spark221e2-controller-zbg4d-0 1/1 Running 0 23m spark221e2-jupyter-2km7q-0 1/1 Running 0 23m spark221e2-worker-4gzbz-0 1/1 Running 0 23m spark221e2-worker-4gzbz-1 1/1 Running 0 23m ``` 现在运行的服务包括 Spark 服务: ``` ~> kubectl get service NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubedirector ClusterIP 10.98.234.194 60000/TCP 1d kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 443/TCP 1d svc-spark221e2-5tg48 ClusterIP None 8888/TCP 21s svc-spark221e2-controller-tq8d6-0 NodePort 10.104.181.123 22:30534/TCP,8080:31533/TCP,7077:32506/TCP,8081:32099/TCP 20s svc-spark221e2-jupyter-6989v-0 NodePort 10.105.227.249 22:30632/TCP,8888:30355/TCP 20s svc-spark221e2-worker-d9892-0 NodePort 10.107.131.165 22:30358/TCP,8081:32144/TCP 20s svc-spark221e2-worker-d9892-1 NodePort 10.110.88.221 22:30294/TCP,8081:31436/TCP 20s ``` 将浏览器指向端口 31533 连接到 Spark 主节点 UI: ![kubedirector](/images/blog/2018-10-03-kubedirector/kubedirector.png) 就是这样! 事实上,在上面的例子中,我们还部署了一个 Jupyter notebook 和 Spark 集群。 要启动另一个应用程序(例如 Cassandra),只需指定另一个 KubeDirectorApp 文件: ``` kubectl create -f deploy/example_clusters/cr-cluster-cassandra311.yaml ``` 查看正在运行的 Cassandra 集群: ``` ~> kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE cassandra311-seed-v24r6-0 1/1 Running 0 1m cassandra311-seed-v24r6-1 1/1 Running 0 1m cassandra311-worker-rqrhl-0 1/1 Running 0 1m cassandra311-worker-rqrhl-1 1/1 Running 0 1m kubedirector-58cf59869-djdwl 1/1 Running 0 1d spark221e2-controller-tq8d6-0 1/1 Running 0 22m spark221e2-jupyter-6989v-0 1/1 Running 0 22m spark221e2-worker-d9892-0 1/1 Running 0 22m spark221e2-worker-d9892-1 1/1 Running 0 22m ``` 现在,您有一个 Spark 集群(带有 Jupyter notebook )和一个运行在 Kubernetes 上的 Cassandra 集群。 使用 `kubectl get service` 查看服务集。 ``` ~> kubectl get service NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubedirector ClusterIP 10.98.234.194 60000/TCP 1d kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 443/TCP 1d svc-cassandra311-seed-v24r6-0 NodePort 10.96.94.204 22:31131/TCP,9042:30739/TCP 3m svc-cassandra311-seed-v24r6-1 NodePort 10.106.144.52 22:30373/TCP,9042:32662/TCP 3m svc-cassandra311-vhh29 ClusterIP None 8888/TCP 3m svc-cassandra311-worker-rqrhl-0 NodePort 10.109.61.194 22:31832/TCP,9042:31962/TCP 3m svc-cassandra311-worker-rqrhl-1 NodePort 10.97.147.131 22:31454/TCP,9042:31170/TCP 3m svc-spark221e2-5tg48 ClusterIP None 8888/TCP 24m svc-spark221e2-controller-tq8d6-0 NodePort 10.104.181.123 22:30534/TCP,8080:31533/TCP,7077:32506/TCP,8081:32099/TCP 24m svc-spark221e2-jupyter-6989v-0 NodePort 10.105.227.249 22:30632/TCP,8888:30355/TCP 24m svc-spark221e2-worker-d9892-0 NodePort 10.107.131.165 22:30358/TCP,8081:32144/TCP 24m svc-spark221e2-worker-d9892-1 NodePort 10.110.88.221 22:30294/TCP,8081:31436/TCP 24m ``` ## 参与其中 KubeDirector 是一个完全开放源码的 Apache v2 授权项目 – 在我们称为 BlueK8s 的更广泛的计划中,它是多个开放源码项目中的第一个。 KubeDirector 的 pre-alpha 代码刚刚发布,我们希望您加入到不断增长的开发人员、贡献者和使用者社区。 在 Twitter 上关注 [@BlueK8s](https://twitter.com/BlueK8s/),并通过以下渠道参与: * KubeDirector [Slack 聊天室](https://join.slack.com/t/bluek8s/shared_invite/enQtNDUwMzkwODY5OTM4LTRhYmRmZmE4YzY3OGUzMjA1NDg0MDVhNDQ2MGNkYjRhM2RlMDNjMTI1NDQyMjAzZGVlMDFkNThkNGFjZGZjMGY/) * KubeDirector [GitHub 仓库](https://github.com/bluek8s/kubedirector/)