Kubernetes on Azure

Azure 容器服务 (AKS) 是 Microsoft Azure 最近发布的一个托管的 Kubernetes 服务（预览版），它独立于现有的 Azure Container Service （ACS）。借助 AKS 用户无需具备容器业务流程的专业知识就可以快速、轻松的部署和管理容器化的应用程序。AKS 支持自动升级和自动故障修复，按需自动扩展或缩放资源池，消除了用户管理和维护 Kubernetes 集群的负担。并且集群管理本身是免费的，Azure 只收取容器底层的虚拟机的费用。

ACS 是 Microsoft Azure 在2015年推出的容器服务，支持 Kubernetes、DCOS 以及 Dockers Swarm 等多种容器编排工具。并且 ACS 的核心功能是开源的，用户可以通过https://github.com/Azure/acs-engine来查看和下载使用。

AKS

基本使用

以下文档假设用户已经安装好了Azure CLI ，如未安装可以参考这里操作。

在创建 AKS 集群之前，首先需要开启容器服务

# Enable AKS
az provider register -n Microsoft.ContainerService

然后创建一个资源组（Resource Group）用来管理所有相关资源

# Create Resource Group
az group create --name group1 --location centralus

接下来就可以创建 AKS 集群了

# Create aks
az aks create --resource-group group1 --name myK8sCluster --node-count 3 --generate-ssh-keys

稍等一会，集群创建好后安装并配置 kubectl

# Install kubectl
az aks install-cli

# Configure kubectl
az aks get-credentials --resource-group=group1 --name=myK8sCluster

访问 Dashboard

# Create dashboard
az aks browse --resource-group group1 --name myK8SCluster

手动扩展或收缩集群

az aks scale --resource-group=group1 --name=myK8SCluster --agent-count 5

升级集群

# 查询当前集群的版本以及可升级的版本
az aks get-versions --name myK8sCluster --resource-group group1 --output table

# 升级到 1.8.1 版本
az aks upgrade --name myK8sCluster --resource-group group1 --kubernetes-version 1.8.1

下图动态展示了一个部署 v1.7.7 版本集群并升级到 v1.8.1 的过程：

使用Helm

当然也可以使用其他 Kubernetes 社区提供的工具和服务，比如使用 Helm 部署 Nginx Ingress 控制器

helm init --client-only
helm install stable/nginx-ingress

删除集群

当集群不再需要时，可以删除集群

az group delete --name group1 --yes --no-wait

acs-engine

虽然未来 AKS 是 Azure 容器服务的下一代主打产品，但用户可能还是希望可以自己管理容器集群以保证足够的灵活性（比如自定义master服务等）。这时用户可以使用开源的 acs-engine 来创建和管理自己的集群。acs-engine 其实就是 ACS 的核心部分，提供了一个部署和管理 Kubernetes、Swarm和DC/OS 集群的命令行工具。它通过将容器集群描述文件转化为一组ARM（Azure Resource Manager）模板来建立容器集群。

在 acs-engine 中，每个集群都通过一个json文件来描述，比如一个Kubernetes集群可以描述为

{
  "apiVersion": "vlabs",
  "properties": {
    "orchestratorProfile": {
      "orchestratorType": "Kubernetes",
      "orchestratorRelease": "1.8",
      "kubernetesConfig": {
        "networkPolicy": "",
        "enableRbac": true
      }
    },
    "masterProfile": {
      "count": 1,
      "dnsPrefix": "",
      "vmSize": "Standard_D2_v2"
    },
    "agentPoolProfiles": [
      {
        "name": "agentpool1",
        "count": 3,
        "vmSize": "Standard_D2_v2",
        "availabilityProfile": "AvailabilitySet"
      }
    ],
    "linuxProfile": {
      "adminUsername": "azureuser",
      "ssh": {
        "publicKeys": [
          {
            "keyData": ""
          }
        ]
      }
    },
    "servicePrincipalProfile": {
      "clientId": "",
      "secret": ""
    }
  }
}

orchestratorType 指定了部署集群的类型，目前支持三种

• Kubernetes
• Swarm
• DCOS

而创建集群的步骤也很简单

# create a new resource group.
az group create --name myResourceGroup  --location "centralus"

# start deploy the kubernetes
acs-engine deploy --resource-group myResourceGroup --subscription-id <subscription-id> --auto-suffix --api-model kubernetes.json --location centralus --dns-prefix <dns-prefix>

# setup kubectl
export KUBECONFIG="$(pwd)/_output/<name-with-suffix>/kubeconfig/kubeconfig.centralus.json"
kubectl get node

开启RBAC

RBAC默认是不可以开启的，可以通过设置enableRbac开启

     "kubernetesConfig": {
        "enableRbac": true
      }

自定义Kubernetes版本

acs-engine 基于 hyperkube 来部署 Kubernetes 服务，所以只需要使用自定义的 hyperkube 镜像即可。

{
    "kubernetesConfig": {
        "customHyperkubeImage": "docker.io/feisky/hyperkube-amd64:v1.9.0-dev"
    }
}

hyperkube 镜像可以从 Kubernetes 源码编译，编译步骤为

# Build Kubernetes
bash build/run.sh make KUBE_FASTBUILD=true ARCH=amd64

# Build docker image for hyperkube
cd cluster/images/hyperkube
make VERSION=v1.9.0-dev
cd ../../..

# push docker image
docker tag gcr.io/google-containers/hyperkube-amd64:v1.9.0-dev feisky/hyperkube-amd64:v1.9.0-dev
docker push feisky/hyperkube-amd64:v1.9.0-dev

添加Windows节点

可以通过设置 osType 来添加Windows节点（完整示例见这里）

    "agentPoolProfiles": [
      {
        "name": "windowspool2",
        "count": 2,
        "vmSize": "Standard_D2_v2",
        "availabilityProfile": "AvailabilitySet",
        "osType": "Windows"
      }
    ],
    "windowsProfile": {
      "adminUsername": "azureuser",
      "adminPassword": "replacepassword1234$"
    },

使用GPU

设置 vmSize 为Standard_NC* 或 Standard_NV* 会自动配置GPU，并自动安装所需要的 NVDIA 驱动。

自定义网络插件

acs-engine 默认使用 kubenet 网络插件，并通过用户自定义的路由以及IP-forwarding转发Pod网络。此时，Pod网络与Node网络在不同的子网中，Pod不受VNET管理。

用户还可以使用 Azure CNI plugin 插件将Pod连接到Azure VNET中

"properties": {
    "orchestratorProfile": {
      "orchestratorType": "Kubernetes",
      "kubernetesConfig": {
        "networkPolicy": "azure"
      }
    }
}

也可以使用calico网络插件

"properties": {
    "orchestratorProfile": {
      "orchestratorType": "Kubernetes",
      "kubernetesConfig": {
        "networkPolicy": "calico"
      }
    }
}

Azure Container Registry

在 AKS 预览版发布的同时，Azure 还同时发布了 Azure Container Registry（ACR）服务，用于托管用户的私有镜像。

# Create ACR
az acr create --resource-group myResourceGroup --name <acrName> --sku Basic --admin-enabled true

# Login
az acr login --name <acrName>

# Tag the image.
az acr list --resource-group myResourceGroup --query "[].{acrLoginServer:loginServer}" --output table
docker tag azure-vote-front <acrLoginServer>/azure-vote-front:redis-v1

# push image
docker push <acrLoginServer>/azure-vote-front:redis-v1

# List images.
az acr repository list --name <acrName> --output table

参考文档

• AKS – Managed Kubernetes on Azure
• Azure Container Service (AKS)
• Azure/acs-engine Github
• acs-engine/examples