kubernetes集群 应用实践 zookeeper部署
kubernetes集群 应用实践 zookeeper部署
零、环境说明
一、zookeeper持久存储准备
zookeeper属于有状态应用，需要为zookeeper部署后端存储服务。
1.1 在NFS服务器添加一块硬盘vdc
[root@nfsserver ~]# lsblk NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT vda 252:0 0 20G 0 disk ├─vda1 252:1 0 1G 0 part /boot └─vda2 252:2 0 19G 0 part ├─centos-root 253:0 0 17G 0 lvm / └─centos-swap 253:1 0 2G 0 lvm [SWAP] vdb 252:16 0 100G 0 disk /vdb vdc 252:32 0 20G 0 disk /vdc
1.2 创建指定目录
格式化后，挂载使用。
[root@nfsserver ~]# tree /vdc /vdc ├── lost+found └── zk ├── data1 ├── data2 └── data3 5 directories, 0 files
1.3 创建共享目录
[root@nfsserver ~]# cat /etc/exports /vdc/zk/data1 *(rw,sync,no_root_squash) /vdc/zk/data2 *(rw,sync,no_root_squash) /vdc/zk/data3 *(rw,sync,no_root_squash)
1.4 验证共享目录可用性
[root@nfsserver ~]# showmount -e 192.168.122.250 Export list for 192.168.122.250: /vdc/zk/data3 * /vdc/zk/data2 * /vdc/zk/data1 *
二、在k8s集群中创建zookeeper集群PV存储
准备资源清单文件 [root@nginxk8syaml zk]# pwd /usr/share/nginx/html/zk [root@nginxk8syaml zk]# cat pv.yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: zk-data1 spec: capacity: storage: 1Gi accessModes: - ReadWriteOnce nfs: server: nfs.wego.red path: /vdc/zk/data1 --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: zk-data2 spec: capacity: storage: 1Gi accessModes: - ReadWriteOnce nfs: server: nfs.wego.red path: /vdc/zk/data2 --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: zk-data3 spec: capacity: storage: 1Gi accessModes: - ReadWriteOnce nfs: server: nfs.wego.red path: /vdc/zk/data3
三、在k8s集群master节点应用PV资源清单文件
3.1 定位文件位置
3.2 应用资源清单文件
[root@master1 ~]# kubectl apply -f http://nginxk8syaml.k8sonline.com.cn/zk/pv.yaml persistentvolume/zk-data1 created persistentvolume/zk-data2 created persistentvolume/zk-data3 created
3.3 查看已创建PV
[root@master1 ~]# kubectl get pv NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE zk-data1 1Gi RWO Retain Available 17s zk-data2 1Gi RWO Retain Available 17s zk-data3 1Gi RWO Retain Available 17s
[root@master1 ~]# kubectl get pv -o wide NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE VOLUMEMODE zk-data1 1Gi RWO Retain Available 87s Filesystem zk-data2 1Gi RWO Retain Available 87s Filesystem zk-data3 1Gi RWO Retain Available 87s Filesystem
四、在k8s集群中部署zookeeper集群
k8s集群内、外访问zookeeper集群（内使用Headless Server,外使用NodePort）
k8s集群中zookeeper集群最小Pod数，通过PDB定义最大失效数
zookeeper集群启动命令参数及配置文件存储位置
4.1 创建资源清单文件
[root@nginxk8syaml zk]# cat zookeeper.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-hs
labels:
app: zk
spec:
ports:
- port: 2888
name: server
- port: 3888
name: leader-election
clusterIP: None
selector:
app: zk
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-cs
labels:
app: zk
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 2181
targetPort: 2181
name: client
nodePort: 32181
selector:
app: zk
---
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
name: zk-pdb
spec:
selector:
matchLabels:
app: zk
maxUnavailable: 1
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: zok
spec:
serviceName: zk-hs
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: zk
template:
metadata:
labels:
app: zk
spec:
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: "app"
operator: In
values:
- zk
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
containers:
- name: kubernetes-zookeeper
imagePullPolicy: Always
image: harbor.wego.red/library/kubernetes-zookeeper:v3.4.10
resources:
requests:
memory: "1Gi"
cpu: "0.5"
ports:
- containerPort: 2181
name: client
- containerPort: 2888
name: server
- containerPort: 3888
name: leader-election
command:
- sh
- -c
- "start-zookeeper \
--servers=3 \
--data_dir=/var/lib/zookeeper/data \
--data_log_dir=/var/lib/zookeeper/data/log \
--conf_dir=/opt/zookeeper/conf \
--client_port=2181 \
--election_port=3888 \
--server_port=2888 \
--tick_time=2000 \
--init_limit=10 \
--sync_limit=5 \
--heap=512M \
--max_client_cnxns=60 \
--snap_retain_count=3 \
--purge_interval=12 \
--max_session_timeout=40000 \
--min_session_timeout=4000 \
--log_level=INFO"
readinessProbe:
exec:
command:
- sh
- -c
- "zookeeper-ready 2181"
initialDelaySeconds: 10
timeoutSeconds: 5
livenessProbe:
exec:
command:
- sh
- -c
- "zookeeper-ready 2181"
initialDelaySeconds: 10
timeoutSeconds: 5
volumeMounts:
- name: datadir
mountPath: /var/lib/zookeeper
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: datadir
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
4.2 定位文件位置
4.3 在k8s集群master节点应用资源清单文件
[root@master1 ~]# kubectl apply -f http://nginxk8syaml.k8sonline.com.cn/zk/zookeeper.yaml service/zk-hs created service/zk-cs created poddisruptionbudget.policy/zk-pdb created statefulset.apps/zok created
4.4 查看Pod创建情况
[root@master1 ~]# kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE busybox-pod 1/1 Running 393 28d nfs-client-provisioner-5786f95795-54v4s 1/1 Running 3 8d zok-0 1/1 Running 0 53s zok-1 1/1 Running 0 42s zok-2 1/1 Running 0 21s
4.5 验证zookeeper集群节点可访问性
查看Pod [root@master1 ~]# kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE busybox-pod 1/1 Running 393 28d nfs-client-provisioner-5786f95795-54v4s 1/1 Running 3 8d zok-0 1/1 Running 0 2m42s zok-1 1/1 Running 0 2m31s zok-2 1/1 Running 0 2m10s 查看service [root@master1 ~]# kubectl get svc | grep zk zk-cs NodePort 10.96.97.522181:32181/TCP 10m zk-hs ClusterIP None 2888/TCP,3888/TCP 10m 查看节点完整名称 [root@master1 ~]# for i in 0 1 2; do kubectl exec zok-$i -n default -- hostname -f; done zok-0.zk-hs.default.svc.cluster.local zok-1.zk-hs.default.svc.cluster.local zok-2.zk-hs.default.svc.cluster.local 在kubernetes集群中运行一个pod，进行访问验证 [root@master1 ~]# # kubectl run --image=harbor.wego.red/library/busybox:1.28.4 -it / # nslookup zok-1.zk-hs.default.svc.cluster.local Server: 10.96.0.10 Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name: zok-1.zk-hs.default.svc.cluster.local Address 1: 172.16.137.68 172-16-137-68.zk-cs.default.svc.cluster.local / # nslookup zok-0.zk-hs.default.svc.cluster.local Server: 10.96.0.10 Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name: zok-0.zk-hs.default.svc.cluster.local Address 1: 172.16.215.12 172-16-215-12.zk-cs.default.svc.cluster.local / # nslookup zok-2.zk-hs.default.svc.cluster.local Server: 10.96.0.10 Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name: zok-2.zk-hs.default.svc.cluster.local Address 1: 172.16.123.51 172-16-123-51.zk-cs.default.svc.cluster.local
4.6 查看zookeeper集群选举情况
[root@master1 ~]# for i in 0 1 2; do kubectl exec zok-$i zkServer.sh status; done ZooKeeper JMX enabled by default Using config: /usr/bin/../etc/zookeeper/zoo.cfg Mode: follower ZooKeeper JMX enabled by default Using config: /usr/bin/../etc/zookeeper/zoo.cfg Mode: leader ZooKeeper JMX enabled by default Using config: /usr/bin/../etc/zookeeper/zoo.cfg Mode: follower
4.7 查看zookeeper集群svc
[root@master1 ~]# kubectl get svc | grep zk zk-cs NodePort 10.96.97.522181:32181/TCP 10m zk-hs ClusterIP None 2888/TCP,3888/TCP 10m
4.8 查看主机名
[root@master1 ~]# for i in 0 1 2; do kubectl exec zok-$i -n default -- hostname; done zok-0 zok-1 zok-2
4.9 查看myid
[root@master1 ~]# for i in 0 1 2; do echo "myid zok-$i";kubectl exec zok-$i -n default -- cat /var/lib/zookeeper/data/myid; done myid zok-0 1 myid zok-1 2 myid zok-2 3
4.10 查看完整主机名
[root@master1 ~]# for i in 0 1 2; do kubectl exec zok-$i -n default -- hostname -f; done zok-0.zk-hs.default.svc.cluster.local zok-1.zk-hs.default.svc.cluster.local zok-2.zk-hs.default.svc.cluster.local
4.11 查看配置文件
[root@master1 ~]# kubectl exec zok-0 -n default -- cat /opt/zookeeper/conf/zoo.cfg #This file was autogenerated DO NOT EDIT clientPort=2181 dataDir=/var/lib/zookeeper/data dataLogDir=/var/lib/zookeeper/data/log tickTime=2000 initLimit=10 syncLimit=5 maxClientCnxns=60 minSessionTimeout=4000 maxSessionTimeout=40000 autopurge.snapRetainCount=3 autopurge.purgeInteval=12 server.1=zok-0.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888 server.2=zok-1.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888 server.3=zok-2.zk-hs.default.svc.cluster.local:2888:3888
4.12 在物理机查看端口
[root@master1 ~]# ss -anput | grep 32181
tcp LISTEN 0 128 :::32181 :::* users:(("kube-proxy",pid=5524,fd=21))
[root@work1 ~]# ss -anput | grep ":32181"
tcp LISTEN 0 128 :::32181 :::* users:(("kube-proxy",pid=5839,fd=13))
[root@work2 ~]# ss -anput | grep ":32181"
tcp LISTEN 0 128 :::32181 :::* users:(("kube-proxy",pid=9702,fd=24))
4.13 在NFS服务器查看存储情况
[root@nfsserver ~]# tree /vdc
/vdc
├── lost+found
└── zk
├── data1
│ └── data
│ ├── log
│ │ └── version-2
│ ├── myid
│ └── version-2
│ ├── acceptedEpoch
│ ├── currentEpoch
│ └── snapshot.100000000
├── data2
│ └── data
│ ├── log
│ │ └── version-2
│ ├── myid
│ └── version-2
│ ├── acceptedEpoch
│ └── currentEpoch
└── data3
└── data
├── log
│ └── version-2
├── myid
└── version-2
├── acceptedEpoch
└── currentEpoch
17 directories, 10 files
五、测试zookeeper集群整体可用性
5.1 在zok-0写入并查看数据
[root@master1 ~]# kubectl exec -it zok-0 -n default -- bash root@zok-0:/# zkCli.sh Connecting to localhost:2181 中间会有信息输出，可不用理会。 [zk: localhost:2181(CONNECTING) 0] create /hello world 创建 Created /hello [zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] get /hello 获取 world cZxid = 0x100000002 ctime = Thu Feb 13 09:09:33 UTC 2020 mZxid = 0x100000002 mtime = Thu Feb 13 09:09:33 UTC 2020 pZxid = 0x100000002 cversion = 0 dataVersion = 0 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 5 numChildren = 0 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] quit 退出
5.2 在zok-1查看同步的数据
[root@master1 ~]# kubectl exec -it zok-1 -n default -- bash root@zok-1:/# zkCli.sh Connecting to localhost:2181 中间会有信息输出，可不用理会。 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] get /hello 直接获取 world cZxid = 0x100000002 ctime = Thu Feb 13 09:09:33 UTC 2020 mZxid = 0x100000002 mtime = Thu Feb 13 09:09:33 UTC 2020 pZxid = 0x100000002 cversion = 0 dataVersion = 0 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 5 numChildren = 0 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] quit 退出
六、集群内业务系统访问zookeeper集群
zk-cs.default.svc.cluster.local:2181
七、集群外业务系统访问zookeeper集群
通过NodePort进行访问
[root@master1 ~]# ss -anput | grep 32181
tcp LISTEN 0 128 :::32181 :::* users:(("kube-proxy",pid=5524,fd=21))
[root@work1 ~]# ss -anput | grep ":32181"
tcp LISTEN 0 128 :::32181 :::* users:(("kube-proxy",pid=5839,fd=13))
[root@work2 ~]# ss -anput | grep ":32181"
tcp LISTEN 0 128 :::32181 :::* users:(("kube-proxy",pid=9702,fd=24))
资源清单文件中配置
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-cs
labels:
app: zk
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 2181
targetPort: 2181
name: client
nodePort: 32181
selector:
app: zk
在k8s集群外或k8s集群主机访问
需要提前下载zookeeper 3.4.14，不要使用3.5及以上版本。
下载链接：https://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.14/
[root@localhost zookeeper-3.4.14]# ls bin NOTICE.txt zookeeper-3.4.14.jar.sha1 build.xml pom.xml zookeeper-client conf README.md zookeeper-contrib dist-maven README_packaging.txt zookeeper-docs ivysettings.xml src zookeeper-it ivy.xml zookeeper-3.4.14.jar zookeeper-jute lib zookeeper-3.4.14.jar.asc zookeeper-recipes LICENSE.txt zookeeper-3.4.14.jar.md5 zookeeper-server [root@localhost zookeeper-3.4.14]# cd bin [root@localhost bin]# ls README.txt zkCli.cmd zkEnv.cmd zkServer.cmd zkTxnLogToolkit.cmd zkCleanup.sh zkCli.sh zkEnv.sh zkServer.sh zkTxnLogToolkit.sh [root@localhost bin]# ./zkCli.sh -server 192.168.122.100:32181 Connecting to 192.168.122.100:32181 Welcome to ZooKeeper! [zk: 192.168.122.100:32181(CONNECTING) 0] create /key helloworld Created /key [zk: 192.168.122.100:32181(CONNECTED) 1] get /key helloworld cZxid = 0x20000005f ctime = Thu Feb 13 21:35:26 CST 2020 mZxid = 0x20000005f mtime = Thu Feb 13 21:35:26 CST 2020 pZxid = 0x20000005f cversion = 0 dataVersion = 0 aclVersion = 0 ephemeralOwner = 0x0 dataLength = 10 numChildren = 0
八、PDB(扩展)
Pod Disruption Budget (pod 中断 预算)，含义其实是 终止pod前 通过labelSelector机制获取正常运行的pod数目的限制，目的是对主动驱逐的保护措施。
-
场景 节点维护或升级时(kubectl drain) 对应用的自动缩容操作(autoscaling down) 由于节点不可用(not ready)导致的Pod驱逐就不能称之为主动
-
特性 PDB指定一个pod集合在一段时间内存活的最小实例数量或者百分比 作用于一组被同一个控制器管理的pod。例如：RC或者statefulapp 使用PodDisruptionBudget控制器本身无法真正保障指定数量或者百分比的pod存活，PodDisruptionBudget控制器只能保证POD主动逃离的情况下业务不中断或者业务SLA不降级
-
场景局限于：主动驱逐 主动驱逐的场景，用用如果能够保持存活pod数量，将会非常有用。通过使用Pod Disruption Budget 对象，应用可以保证那些主动移除pod的集群操作永远不会同一时间停掉太多pod，导致服务中断或者服务降级。
kubectl drain 操作时遵循PDB对象的设定，如果在该节点上运行了属于统一服务的多个pod，则为了保证最少存活数量，系统会确保每终止一个pod就会在健康的node上启动新的pod后，再继续终止下一个pod容器。
九、PDB参考资料
在Kubernetes中，为了保证业务不中断或业务SLA不降级，需要将应用进行集群化部署。通过PodDisruptionBudget控制器可以设置应用POD集群处于运行状态最低个数，也可以设置应用POD集群处于运行状态的最低百分比，这样可以保证在主动销毁应用POD的时候，不会一次性销毁太多的应用POD，从而保证业务不中断或业务SLA不降级。
在Kubernetes 1.5中，kubectl drain命令已经支持了PodDisruptionBudget控制器，在进行kubectl drain操作时会根据PodDisruptionBudget控制器判断应用POD集群数量，进而保证在业务不中断或业务SLA不降级的情况下进行应用POD销毁。
在Kubernetes 1.7中，在PodDisruptionBudgetSpec结构体中新增加了一个参数MaxUnavailable，通过这个参数可以设置最大不可用POD数，这是一个β特性。
可以看到，从版本1.7开始可以通过两个参数来配置PodDisruptionBudget：
1、 MinAvailable参数：表示最小可用POD数，表示应用POD集群处于运行状态的最小POD数量，或者是运行状态的POD数同总POD数的最小百分比。
2、 MaxUnavailable参数：表示最大不可用PO数，表示应用POD集群处于不可用状态的最大POD数，或者是不可用状态的POD数同总POD数的最大百分比。
这里需要注意的是，MinAvailable参数和MaxUnavailable参数是互斥的，也就是说如果使用了其中一个参数，那么就不能使用另外一个参数了。
比如当进行kubectl drain或者POD主动逃离的时候，kubernetes可以通过下面几种情况来判断是否允许：
1、 minAvailable设置成了数值5：应用POD集群中最少要有5个健康可用的POD，那么就可以进行操作。
2、 minAvailable设置成了百分数30%：应用POD集群中最少要有30%的健康可用POD，那么就可以进行操作。
3、 maxUnavailable设置成了数值5：应用POD集群中最多只能有5个不可用POD，才能进行操作。
4、 maxUnavailable设置成了百分数30%：应用POD集群中最多只能有30%个不可用POD，才能进行操作。
在极端的情况下，比如将maxUnavailable设置成0，或者设置成100%，那么就表示不能进行kubectl drain操作。同理将minAvailable设置成100%，或者设置成应用POD集群最大副本数，也表示不能进行kubectl drain操作。
这里面需要注意的是，使用PodDisruptionBudget控制器并不能保证任何情况下都对业务POD集群进行约束，PodDisruptionBudget控制器只能保证POD主动逃离的情况下业务不中断或者业务SLA不降级，例如在执行kubectldrain命令时。
应用案例
1、使用minAvailable参数
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
name: zk-pdb
spec:
minAvailable: 2
selector:
matchLabels:
app: zookeeper
2、使用maxUnavailable参数
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
name: zk-pdb
spec:
maxUnavailable: 1
selector:
matchLabels:
app: zookeeper
当zk-pdb对象副本数是3的时候，上面这两个例子所表达的意思是一样的。
3、可以通过下面命令创建PodDisruptionBudget对象：
# kubectl create -f mypdb.yaml
对于PodDisruptionBudget对象，无法直接进行更新操作，只能通过删除和重新创建来完成对PodDisruptionBudget对象的更新。
4、可以通过下面命令查看PodDisruptionBudget对象的状态：
# kubectl get poddisruptionbudgets NAME MIN-AVAILABLE ALLOWED-DISRUPTIONS AGE zk-pdb 2 1 7s
5、可以通过下面命令查看PodDisruptionBudget对象的详细信息
# kubectl get poddisruptionbudgets zk-pdb-o yaml apiVersion: policy/v1beta1 kind: PodDisruptionBudget metadata: name: zk-pdb ... status: currentHealthy: 3 desiredHealthy: 3 disruptedPods: null disruptionsAllowed: 1 expectedPods: 3 observedGeneration: 1