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Cloud Provider扩展

当Kubernetes集群运行在云平台内部时，Cloud Provider使得Kubernetes可以直接利用云平台实现持久化卷、负载均衡、网络路由、DNS解析以及横向扩展等功能。

常见Cloud Provider

Kubenretes内置的Cloud Provider包括

  • GCE
  • AWS
  • Azure
  • Mesos
  • OpenStack
  • CloudStack
  • Ovirt
  • Photon
  • Rackspace
  • Vsphere

当前Cloud Provider 工作原理

  • apiserver，kubelet，controller-manager都配置 cloud provider 选项
  • Kubelet
    • 通过 Cloud Provider 接口查询 nodename
    • 向 API Server 注册 Node 时查询 InstanceID、ProviderID、ExternalID 和 Zone 等信息
    • 定期查询 Node 是否新增了 IP 地址
    • 设置无法调度的条件（condition），直到云服务商的路由配置完成
  • kube-apiserver
    • 向所有 Node 分发 SSH 密钥以便建立 SSH 隧道
    • PersistentVolumeLabel 负责 PV 标签
    • PersistentVolumeClainResize 动态扩展 PV 的大小
  • kube-controller-manager
    • Node 控制器检查 Node 所在 VM 的状态。当 VM 删除后自动从 API Server中删除该 Node。
    • Volume 控制器向云提供商创建和删除持久化存储卷，并按需要挂载或卸载到指定的 VM 上。
    • Route 控制器给所有已注册的 Nodes 配置云路由。
    • Service 控制器给 LoadBalancer 类型的服务创建负载均衡器并更新服务的外网 IP。

独立Cloud Provider工作原理以及跟踪进度

  • Kubelet必须配置 --cloud-provider=external`，并且 `kube-apiserver` 和 `kube-controller-manager` 必须不配置 cloud provider。
  • kube-apiserver的准入控制选项不能包含 PersistentVolumeLabel。
  • cloud-controller-manager 独立运行，并开启 InitializerConifguration。
  • Kubelet 可以通过 provider-id 选项配置 ExternalID，启动后会自动给Node添加 taint node.cloudprovider.kubernetes.io/uninitialized=NoSchedule。
  • cloud-controller-manager 在收到Node注册的事件后再次初始化 Node 配置，添加 zone、类型等信息，并删除上一步 Kubelet 自动创建的 taint。
  • 主要逻辑（也就是合并了kube-apiserver和kube-controller-manager 跟云相关的逻辑）
    • Node 控制器检查 Node 所在 VM 的状态。当 VM 删除后自动从 API Server中删除该 Node。
    • Volume 控制器向云提供商创建和删除持久化存储卷，并按需要挂载或卸载到指定的 VM 上。
    • Route 控制器给所有已注册的 Nodes 配置云路由。
    • Service 控制器给 LoadBalancer 类型的服务创建负载均衡器并更新服务的外网 IP。
    • PersistentVolumeLable 准入控制负责 PV 标签
    • PersistentVolumeClainResize 准入控制动态扩展 PV 大小

如何开发Cloud Provider扩展

Kubernetes的Cloud Provider目前正在重构中

  • v1.6添加了独立的cloud-controller-manager服务，云提供商可以构建自己的cloud-controller-manager而无须修改Kubernetes核心代码
  • v1.7和v1.8进一步重构cloud-controller-manager，解耦了Controller Manager与Cloud Controller的代码逻辑

构建一个新的云提供商的Cloud Provider步骤为

  • 编写实现cloudprovider.Interface的cloudprovider代码
  • 将该cloudprovider链接到cloud-controller-manager
    • 在cloud-controller-manager中导入新的cloudprovider：import "pkg/new-cloud-provider"
    • 初始化时传入新cloudprovider的名字，如cloudprovider.InitCloudProvider("rancher", s.CloudConfigFile)
  • 配置kube-controller-manager --cloud-provider=external
  • 启动cloud-controller-manager

具体实现方法可以参考rancher-cloud-controller-manager 和 cloud-controller-manager。

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