如何使用OpenKruise部署雲原生應用 - Container Service for Kubernetes

OpenKruise是基於Kubernetes的一個標準向外延展群組件，可以配合原生Kubernetes使用，高效管理應用程式容器、Sidecar及鏡像分發等功能。本文介紹如何使用OpenKruise部署雲原生應用。

前提條件

已安裝Kubernetes託管版叢集，且叢集版本不低於1.13。具體操作，請參見建立Kubernetes託管版叢集。

背景資訊

OpenKruise是阿里雲開源的雲原生應用自動化引擎，也是阿里巴巴經濟體上雲全面使用的部署基座，已正式加入CNCF Sandbox。

OpenKruise包含了多種自訂Workload，用於無狀態應用、有狀態應用、Sidecar容器、Daemon應用等部署管理，提供了原地升級、灰階、流式、配置優先順序等擴充策略。

組件架構

OpenKruise

OpenKruise是Kubernetes的一個標準擴充，所以也可以原生地部署到K8s叢集當中，主要包含以下三個組件。

組件	說明
Kruise-manager	Kruise-manager是一個運行Controller和Webhook的中心組件，通過Deployment部署在kruise-system命名空間中。通過Controller以及Webhook實現原地升級及Sidecar管理等核心能力。
Kruise-daemon	通過DaemonSet部署到每個節點上，提供鏡像預熱及容器重啟等功能。
Kruise-Rollout	Kruise-Rollout是基於Kubernetes的一個標準向外延展群組件，包含完整的Rollout模型定義與方案實現，滿足配合應用流量和實際部署執行個體的金絲雀發布、藍綠髮布、A/B Testing發布，並能提供旁路的無感對接、相容已有的多種工作負載。

使用說明

OpenKruise包含CloneSet、Advanced StatefulSet、Advanced DaemonSet等控制器。以下介紹常用控制器的功能。

表 1. 常用控制器介紹

控制器	功能
CloneSet	管理無狀態應用，對標Kubernetes原生Deployment。關於CloneSet的詳細介紹，請參見CloneSet。資源（YAML）的欄位與Deployment不完全相容，但功能上全覆蓋，並提供比Deployment更豐富的策略。
Advanced StatefulSet	管理有狀態應用，對標Kubernetes原生StatefulSet。關於Advanced StatefulSet的詳細介紹，請參見Advanced StatefulSet。資源（YAML）欄位與原生StatefulSet完全相容，只需要把`apiVersion`改為`apps.kruise.io/v1alpha1`，另外提供了`optional`欄位來擴充發布策略（原地升級、並行發布等）。
Advanced DaemonSet	管理Daemon應用，對標Kubernetes原生DaemonSet。關於Advanced DaemonSet的詳細介紹，請參見Advanced DaemonSet。資源（YAML）欄位與原生DaemonSet完全相容，只需要把`apiVersion`改為`apps.kruise.io/v1alpha1`，另外提供了`optional`欄位來擴充發布策略（熱升級、灰階、按Node標籤灰階等）。
SidecarSet	獨立管理Sidecar容器和注入。關於SidecarSet的詳細介紹，請參見SidecarSet。在獨立CR中定義Sidecar容器和Label Selector，OpenKruise會在所有符合Selector條件的Pod建立時注入定義好的Sidecar容器，並支援對已注入Sidecar容器做原地升級。
UnitedDeployment	管理不同地區下的多個Sub Workload，關於UnitedDeployment的詳細介紹，請參見UnitedDeployment。目前支援將CloneSet、StatefulSet、Advanced StatefulSet作為Sub Workload，您可以用一個UnitedDeployment來定義不同地區中的Sub Workload部署Replicas。

以下介紹CloneSet、Advanced StatefulSet、Advanced DaemonSet與社區對標控制器的功能對比。

表 2. 與社區控制器功能對比

功能	CloneSet VS Deployment		Advanced StatefulSet VS StatefulSet		Advanced DaemonSet VS DaemonSet
功能	CloneSet	Deployment	Advanced StatefulSet	StatefulSet	Advanced DaemonSet	DaemonSet
流式擴容
指定縮容
Pod重建升級
Pod原地升級
分批灰階發布
最大可用數量
最大彈性數量
通過使用優先順序策略和打散策略來自訂發布順序
通過lifecycle hook管理Pod生命週期

安裝OpenKruise

重要

安裝OpenKruise前，請確保Kubernetes版本不低於1.13。如果您使用的是Kubernetes 1.13或1.14版本，必須先在kube-apiserver中開啟CustomResourceWebhookConversion feature-gate。更多資訊，請參見特性門控。
由於杭州倉庫已不可用，您如果遇到鏡像registry.cn-hangzhou.cr.aliyuncs.com/openkruise/kruise-manager拉取失敗，請將鏡像地址調整為registry.cn-shanghai.cr.aliyuncs.com/openkruise/kruise-manager進行重試。

登入Container Service管理主控台，在左側導覽列選擇叢集。
在叢集列表頁面，單擊目的地組群名稱，然後在左側導覽列，選擇營運管理 > 組件管理。
在組件管理頁面，單擊應用管理頁簽。在ack-kruise地區，單擊安裝。
在提示對話方塊確認組件資訊後，單擊確定。

使用CloneSet部署無狀態應用

建立CloneSet。

建立cloneset.yaml。

apiVersion: apps.kruise.io/v1alpha1
kind: CloneSet
metadata:
  name: demo-clone
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: guestbook
  template: # Pod template和Deployment的結構完全一致。
    metadata:
      labels:
        app: guestbook
    spec:
      containers:
      - name: guestbook
        image: openkruise-registry.cn-shanghai.cr.aliyuncs.com/openkruise/demo:1.10.2
        env:
        - name: test
          value: foo
  updateStrategy:
    type: InPlaceIfPossible     # 盡量使用原地升級，否則重建升級。
    maxUnavailable: 20%        # 發布過程最多20%不可用。
    inPlaceUpdateStrategy:
      gracePeriodSeconds: 3    # 每個Pod原地升級前Not Ready優雅等待時間。

type：設定升級策略，支援以下3種升級方式。
- ReCreate：控制器會刪除舊Pod和PVC，然後用新版本重新建立Pod和PVC。
- InPlaceIfPossible：控制器會優先嘗試原地升級Pod，如果不行再採用重建升級。
- InPlaceOnly：控制器只允許採用原地升級。
maxUnavailable：發布過程中，限制最多停用Pod數量，可以設定為一個絕對值或者百分比。
gracePeriodSeconds：每個Pod原地升級前Not Ready優雅等待時間。

使cloneset.yaml在ACK叢集中生效。

kubectl create -f ./cloneset.yaml

預期輸出：

cloneset.apps.kruise.io/demo-clone created

查看Pod運行狀態。

kubectl get pod

預期輸出：

NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
demo-clone-5b9kl   1/1     Running   0          3s
demo-clone-6xjdg   1/1     Running   0          3s
demo-clone-bvmdj   1/1     Running   0          3s
demo-clone-dm22s   1/1     Running   0          3s
demo-clone-rbpg9   1/1     Running   0          3s

查看CloneSet。
```
kubectl get clone
```
預期輸出：
```
NAME         DESIRED   UPDATED   UPDATED_READY   READY   TOTAL   AGE
demo-clone   5         5         5               5       5       46s
```
- DESIRED：期望Pod數量（spec.replicas）。
- UPDATED：最新版本的Pod數量（status.updatedReplicas）。
- UPDATED_READY：最新版本的可用Pod數量（status.updatedReadyReplicas）。
- READY：可用Pod總量（status.readyReplicas）。
- TOTAL：實際Pod總量（status.replicas）。

使用Advanced StatefulSet部署有狀態應用

建立Advanced StatefulSet。

建立statefulset.yaml。

apiVersion: apps.kruise.io/v1alpha1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: demo-asts
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: guestbook-sts
  podManagementPolicy: Parallel
  template: # Pod template和官方StatefulSet的結構完全一致。
    metadata:
      labels:
        app: guestbook-sts
    spec:
      containers:
      - name: guestbook
        image: openkruise-registry.cn-shanghai.cr.aliyuncs.com/openkruise/demo:1.10.2
        env:
        - name: test
          value: foo
      readinessGates:
      - conditionType: InPlaceUpdateReady
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      podUpdatePolicy: InPlaceIfPossible   # 盡量使用原地升級，否則重建升級。
      maxUnavailable: 20%                  # 發布過程最多20%不可用。
      inPlaceUpdateStrategy:
        gracePeriodSeconds: 3              # 每個Pod原地升級前Not ready優雅等待時間。

type：設定Pod升級策略，支援以下3種方式升級。
- ReCreate：控制器會刪除舊Pod和PVC，然後用新版本重新建立Pod和PVC。
- InPlaceIfPossible：控制器會優先嘗試原地升級Pod，如果不行再採用重建升級。
- InPlaceOnly：控制器只允許採用原地升級。
maxUnavailable：發布過程中，限制最多停用Pod數量，可以設定為一個絕對值或者百分比。
gracePeriodSeconds：每個Pod原地升級前Not ready優雅等待時間。

使statefulset.yaml在ACK叢集中生效。

 kubectl create -f ./statefulset.yaml

預期輸出：

statefulset.apps.kruise.io/demo-asts created

查看Pod運行狀態。

kubectl get pod

預期輸出：

NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
demo-asts-0   1/1     Running   0          3h29m
demo-asts-1   1/1     Running   0          3h29m
demo-asts-2   1/1     Running   0          3h29m

查看Advanced StatefulSet。
```
kubectl get asts
```
預期輸出：
```
NAME        DESIRED   CURRENT   UPDATED   READY   AGE
demo-asts   3         3         3         3       3h30m
```
- DESIRED：期望Pod數量（spec.replicas）。
- UPDATED：最新版本的Pod數量（status.updatedReplicas）。
- READY：可用Pod總量（status.readyReplicas）。
- TOTAL：實際Pod總量（status.replicas）。