KubeOperator - 从这里开启您的 Kubernetes 之旅

项目地址 https://github.com/KubeOperator/KubeOperator

KubeOperator简介

什么是 KubeOperator？

KubeOperator 是一个开源项目，在离线网络环境下，通过可视化 Web UI 在 VMware、Openstack 或者物理机上规划、部署和运营生产级别的 Kubernetes 集群。KubeOperator 是 Jumpserver 明星开源团队在 Kubernetes 领域的的又一全新力作。

注： KubeOperator 已通过云原生基金会（CNCF）的 Kubernetes 软件一致性认证。

KubeOperator 的整体架构

KubeOperator 使用 Terraform 在 IaaS 平台上自动创建主机（用户也可以自行准备主机，比如物理机或者虚机），通过 Ansible 完成自动化部署和变更操作，支持 Kubernetes 集群 从 Day 0 规划，到 Day 1 部署，到 Day 2 运营的全生命周期管理。

KubeOperator 的技术优势

• 简单易用：提供可视化的 Web UI，极大降低部署和管理门槛；
• 离线部署：持续更新包括 Kubernetes 及常用组件（即内置应用）的离线包；
• 按需创建：调用云平台 API，一键快速创建和部署 Kubernetes 集群；
• 按需伸缩：快速伸缩 Kubernetes 集群，优化资源使用效率；
• 按需修补：快速升级和修补 Kubernetes 集群，并与社区最新版本同步，保证安全性；
• 自我修复：通过重建故障节点确保集群可用性；
• 全栈监控：提供从Pod、Node到集群的事件、监控、告警、和日志方案；
• Multi-AZ 支持：通过把 Kubernetes 集群 Master 节点分布在不同的故障域上确保的高可用；

KubeOperator 的功能列表

具体版本路线图请参考：Roadmap

KubeOperator 的主要概念

部署模型

KubeOperator 支持两种类型的 K8s 集群部署，一种是一主多节点类型，另外一种是多主多节点类型。

• 一主多节点类型：K8s 集群由一个 master 节点、一个及以上 worker 节点组成。
• 多主多节点类型：K8s 集群由三个 master 节点、三个及以上 worker 节点组成。

一主多节点类型适用于开发和测试环境，生产环境请使用多主多节点类型。

部署模式

KubeOperator 支持两种部署模式，一种是手动部署，一种是自动部署。

• 手动模式：用户需要自己准备物理机或虚拟机及 NFS 持久化存储。
• 自动模式：用户只需要绑定云平台（比如 VMware）账号信息，KubeOperator 会根据预先定义的部署计划来自动创建主机实现一键自动化部署。

部署计划(Deploy Plan)

在自动部署模式下，部署计划定义了 K8s 集群的部署细节，包括其部署模型、集群所在的区域、可用区、节点大小类型等。

区域(Region)和可用区(AZ)

区域(Region)和可用区(AZ)这两个术语来自公有云。每个区域完全独立。每个可用区完全隔离，但同一个区域内的可用区之间使用低时延链路相连。区域和可用区之间的关系如下图所示。

对于公有云厂商提供的K8s 服务，master 节点由公有云厂商管理并维护，其 3 个master 节点会分布在同个区域下面的 3 个不同可用区上面，实现真正的高可用。

KubeOperator 借鉴公有云厂商的思路和概念，并应用到 VMware 和 Openstack 等私有云平台上面。例如，在 VMware 云平台下，区域对应为 Datacenter，可用区对应于 cluster，或者 cluster 下面的 resource pool。

• 如果用户只有一个 vSphere 集群，那么可以在集群下面建立三个 resource pool，每个resource pool 对应于一个可用区。
• 如果用户有三个 vSphere 集群，那么每个集群对应于一个可用区。

注：vSAN 集群不能被多个 vSphere 集群共享，所以 3 个 vSphere 集群，持久化存储仅支持集中存储。 具体请参考：https://docs.vmware.com/en/VMware-Enterprise-PKS/1.5/vmware-enterprise-pks-15/GUID-vsphere-persistent-storage.html

Kubernetes 离线安装包

KubeOperator 提供完整的离线 Kubernetes 安装包，每个安装包会被构建成一个独立容器镜像供 KubeOperator 使用，离线安装包中包括以下三种内容：

• Kubenetes 核心组件：包括 Kubenetes、Docker 及 etcd；
• Kubenetes 附属组件（镜像）：包括网络、存储、监控、Dashboard 及常用工具；
• 操作系统 RPM 包：除 CentOS 7.6 Minimal 外的其他必备 RPM。安装包容器运行后是一个标准的 Yum 源服务器。

Kubernetes 离线安装包具体信息请参考工程：K8s-package。以 Kubernetes 离线包 v1.15.4 为例，其包括的内容如下：

Kubenetes 核心组件

分类	组件名称	版本
核心	kubernetes	1.15.4
核心	etcd	3.3.10
核心	docker	docker-ce-18.09.9

Kubenetes 附属组件（镜像）

分类	组件名称	版本
网络	quay.io/coreos/flannel	v0.11.0-amd64
网络	calico/node	v3.7.3
网络	calico/cni	v3.7.3
网络	calico/kube-controllers	v3.7.3
网络	docker.io/coredns/coredns	1.6.0
网络	docker.io/traefik	v1.7.11
网络	f5networks/K8s-bigip-ctlr	1.9.2
存储	quay.io/external_storage/nfs-client-provisioner	v3.1.0-K8s1.11
监控	docker.io/grafana/grafana	v1.7.11
监控	quay.io/prometheus/alertmanager	v0.15.2
监控	quay.io/prometheus/node-exporter	v1.7.11
监控	quay.io/prometheus/prometheus	v2.4.3
监控	quay.io/prometheus/pushgateway	v0.5.2
监控	quay.io/coreos/kube-state-metrics	v1.4.0
Dashboard	kubernetesui/dashboard	v2.0.0-beta4
Dashboard	kubernetesui/metrics-scraper	v1.0.1
工具	gcr.io/google-containers/pause-amd64	3.1
工具	docker.io/registry	2
工具	docker.io/konradkleine/docker-registry-frontend	v2
工具	gcr.io/kubernetes-helm/tiller	v2.15.0
工具	quay.io/coreos/configmap-reload	v0.0.1
工具	docker.io/appropriate/curl	edge
工具	weaveworks/scope	1.11.5
工具	quay.io/comcast/kuberhealthy	v1.0.2

RPM 包（基于 CentOS 7.6 Minimal 及以上）

分类	组件名称
RPM	dnsmasq
RPM	chrony
RPM	ntpdate
RPM	nfs-utils