大厂都在用的k8s工作负载增强之 OpenKruise

阳光穿透心脏的1/2处 2024-03-24 12:10 44阅读 0赞

## 一、 OpenKruise开源项目简介 ##

OpenKruise (官网: https://openkruise.io) 是CNCF(Cloud Native Computing Foundation) 的孵化项目。 它提供一套在 Kubernetes核心控制器 之外的扩展工作负载、应用管理能力。

github开源地址：[GitHub - openkruise/kruise: Automated management of large-scale applications on Kubernetes (project under CNCF)][GitHub - openkruise_kruise_ Automated management of large-scale applications on Kubernetes _project under CNCF]

力哥观察到例如“阿里巴巴集团, 蚂蚁集团, 斗鱼TV, 申通, Boss直聘”这种互联网巨头已经在使用这个开源项目

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OpenKruise 是一个基于 Kubernetes 的**扩展套件**，主要聚焦于云原生应用的自动化，比如部署、发布、运维以及可用性防护。OpenKruise 提供的绝大部分能力都是基于 CRD 扩展来定义的，它们不存在于任何外部依赖，可以运行在任意纯净的 Kubernetes 集群中。Kubernetes 自身提供的一些应用部署管理功能，对于大规模应用与集群的场景这些功能是远远不够的，OpenKruise 弥补了 Kubernetes 在应用部署、升级、防护、运维等领域的不足。

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## 二、OpenKruise的一些核心能力： ##

*  **增强版本的 Workloads**：OpenKruise 包含了一系列增强版本的工作负载，比如 CloneSet、Advanced StatefulSet、Advanced DaemonSet、BroadcastJob 等。它们不仅支持类似于 Kubernetes 原生 Workloads 的基础功能，还提供了如原地升级、可配置的扩缩容/发布策略、并发操作等。其中，原地升级是一种升级应用容器镜像甚至环境变量的全新方式，它只会用新的镜像重建 Pod 中的特定容器，整个 Pod 以及其中的其他容器都不会被影响。因此它带来了更快的发布速度，以及避免了对其他 Scheduler、CNI、CSI 等组件的负面影响。
 *  **应用的旁路管理**：OpenKruise 提供了多种通过旁路管理应用 sidecar 容器、多区域部署的方式，“旁路” 意味着你可以不需要修改应用的 Workloads 来实现它们。比如，SidecarSet 能帮助你在所有匹配的 Pod 创建的时候都注入特定的 sidecar 容器，甚至可以原地升级已经注入的 sidecar 容器镜像、并且对 Pod 中其他容器不造成影响。而 WorkloadSpread 可以约束无状态 Workload 扩容出来 Pod 的区域分布，赋予单一 workload 的多区域和弹性部署的能力。
 *  **高可用性防护**：OpenKruise 可以保护你的 Kubernetes 资源不受级联删除机制的干扰，包括 CRD、Namespace、以及几乎全部的 Workloads 类型资源。相比于 Kubernetes 原生的 PDB 只提供针对 Pod Eviction 的防护，PodUnavailableBudget 能够防护 Pod Deletion、Eviction、Update 等许多种 voluntary disruption 场景。
 *  **高级的应用运维能力**：OpenKruise 也提供了很多高级的运维能力来帮助你更好地管理应用，比如可以通过 ImagePullJob 来在任意范围的节点上预先拉取某些镜像，或者指定某个 Pod 中的一个或多个容器被原地重启。
 *  **增强运维能力：**原地重启 pod 中的容器**、**指定的一批节点上拉取镜像
 *  **应用安全防护：**保护 Kubernetes 资源及应用 pods 不被级联删除，PodUnavailableBudget - 覆盖更多的 Voluntary Disruption 场景，提供应用更加强大的防护能力

## 三、OpenKruise 整体**架构** ##

下图是 OpenKruise 的整体架构：

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首先我们要清楚所有 OpenKruise 的功能都是通过 Kubernetes CRD 来提供的：

> ➜ kubectl get crd | grep kruise.io  
> advancedcronjobs.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> broadcastjobs.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> clonesets.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> containerrecreaterequests.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> daemonsets.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> imagepulljobs.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> nodeimages.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> podunavailablebudgets.policy.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> resourcedistributions.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> sidecarsets.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> statefulsets.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:36Z  
> uniteddeployments.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:37Z  
> workloadspreads.apps.kruise.io 2021-09-16T06:02:37Z

其中 Kruise-manager 是一个运行控制器和 webhook 的中心组件，它通过 Deployment 部署在 kruise-system 命名空间中。从逻辑上来看，如 cloneset-controller、sidecarset-controller 这些的控制器都是独立运行的，不过为了减少复杂度，它们都被打包在一个独立的二进制文件、并运行在 kruise-controller-manager-xxx 这个 Pod 中。除了控制器之外，kruise-controller-manager-xxx 中还包含了针对 Kruise CRD 以及 Pod 资源的 admission webhook。Kruise-manager 会创建一些 webhook configurations 来配置哪些资源需要感知处理、以及提供一个 Service 来给 kube-apiserver 调用。

[GitHub - openkruise_kruise_ Automated management of large-scale applications on Kubernetes _project under CNCF]: https://github.com/openkruise/kruise
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