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利用K8S技术栈打造个人私有云(连载之:K8S资源控制)

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【利用K8S技术栈打造个人私有云系列文章目录】


私有云K8S资源控制原理

基于前面系列文章的详细阐述,我们已经可以手工去K8S集群的命令行下将CentOS 7.4操作系统的Docker镜像启动起来,然后用户可以通过SSH登录到CentOS容器之中进行使用。但实际使用过程中不同的用户不可能每次都手动去命令行启动一个CentOS镜像,然后用命令去查看该容器的IP地址和端口是多少,然后再通过ssh去连接。我们最好可以将Docker容器的启动、查询、删除等再封装一层,然后通过WEB页面去提供给用户操作,这才符合用户行为需求!

由于在我们的实践中Docker容器是放在kubernetes集群中进行管理,所以这里的资源控制涉及的资源主要就是kubernetes的资源,如Pod、RC、Service等。

kubernetes中的Master节点运行kube-apiserver模块,该模块对外提供restful接口,我们可以基于该接口进行编程,从而完成对集群资源的控制管理、如Pod、RC、Service等的申请、查询、删除等任务。

要CRUD一个 kubernetes 资源,比如一个 pod,首先要知道和 kubernetes 集群交互的接口。在 kubernetes 的 master 节点上安装有 kubectl 客户端程序,该程序面向用户提供命令行接口,供用户和 kubernetes 集群交互。 kubectl 将用户命令通过 restful 接口传送给 apiserver,从而进行资源的增、删、改等操作。该过程可以示意如下:

K8S资源控制架构图

原理讲完了,接下来讲讲代码级别如何实现。


K8S资源控制客户端

总结上文不难看出,k8s相关资源的CRUD控制可以通过restful接口来实现。要使用Kubernetes REST API编写应用程序,当下大多语言都可以很方便地去实现HTTP请求来操作kubernetes的restful接口从而控制和查询资源,但本文主要是利用已有的kubernetes客户端来更加优雅地实现kubernetes的资源控制。你不需要自己编写API来调用、请求/响应等类型,可以直接使用现成的客户端库来实现。

k8s的客户端开源项目有很多,官方有支持,社区也维护了很多。

官方支持的Kubernetes客户端库比较有限,有下面几种:

官方支持的Kubernetes客户端库

社区维护的客户端库则更加丰富,基本热门的编程语言都支持,下面的这些Kubernetes API客户端库由社区创建者维护,Kubernetes团队不会提供支持和维护:

社区维护的Kubernetes客户端库

本实践选用的是Fabric8的k8s-client,基于Java实现。

下面就基于该Clinet讲讲代码级别的实现


K8S资源控制代码实现举例

下面结合代码来阐述一下Fabric8常用的k8s资源控制操作:

  • 创建K8S客户端
String namespace = "default";    // namespace名
String master = "http://XXXX/";  // 配置为你的k8s集群的主节点地址
Config config = new ConfigBuilder().withMasterUrl(master).build();
KubernetesClient client = new DefaultKubernetesClient(config);

接下来对K8S资源的控制、查询等操作基本都靠该client来完成!

  • 创建Pod

我们从一个pod.yaml文件来创建Pod资源:

  List<HasMetadata> resources = client.load(new FileInputStream(fileName)).get();  // fileName为一个外部的pod.yaml文件
  if (resources.isEmpty()) {
	System.err.println("No resources loaded from file: " +fileName);
	return;
  }
  HasMetadata resource = resources.get(0);
  if (resource instanceof Pod){
	Pod pod = (Pod) resource;
	System.out.println("Creating pod in namespace " + namespace);
	NonNamespaceOperation<Pod, PodList, DoneablePod, PodResource<Pod, DoneablePod>> pods = client.pods().inNamespace(namespace);
	Pod result = pods.create(pod);  // 此处创建pod资源!!!
	System.out.println("Created pod " + result.getMetadata().getName());
  } else {
	System.err.println("Loaded resource is not a Pod! " + resource);
  }
  • 删除Pod

删除很简单,只要知道Pod所在的namespace和name,一行代码即可搞定

client.pods().inNamespace("namespace名字").withName("pod名").delete();
  • 查询Pod

查询Pod的log日志并于控制台打印:

client.pods().inNamespace("namespace名字").withName("pod名").tailingLines(10).watchLog(System.out))

欲查询Pod的一些其他信息,可以参考创建Pod步骤中的代码:

Pod result = pods.create(pod);  // 此处创建pod资源!!!
System.out.println("Created pod " + result.getMetadata().getName()); // 类似于此处,除了获取Pod的名字外还可以获取很多类似信息
  • 修改Pod配置
Pod updatedPod = client.pods().inNamespace("namespace名字").withName("pod名").edit()
          .editMetadata()
          .addToLabels("server2", "nginx2")
          .and().done();
log("Replaced testPod:", updatedPod);

上文从创建一个K8S客户端开始比较完整地介绍了一个Pod资源的CRUD操作,限于篇幅原因,其他资源如RC、Service、Deployment等等的增删改查操作都类似,只是名字不同而已,其接口稍微类比一下Pod即可写出对应的资源控制代码,此处不再赘述了,举一反三很重要。


后记

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