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TKE 集群組建最佳實踐

2020-09-23 12:50:10 其他

Kubernetes 版本

Kubernetes 版本迭代比較快,新版本通常包含許多 bug 修復和新功能,舊版本逐漸淘汰,建議創建集群時選擇當前 TKE 支持的最新版本,后續出新版本后也是可以支持 Master 和節點的版本升級的,

網路模式: GlobalRouter vs VPC-CNI

GlobalRouter 模式架構:

  • 基于 CNI 和 網橋實作的容器網路能力,容器路由直接通過 VPC 底層實作;
  • 容器與節點在同一網路平面,但網段不與 VPC 網段重疊,容器網段地址充裕,

VPC-CNI 模式架構:

  • 基于 CNI 和 VPC 彈性網卡實作的容器網路能力,容器路由通過彈性網卡,性能相比 Global Router 約提高 10%;
  • 容器與節點在同一網路平面,網段在 VPC 網段內;
  • 支持 Pod 固定 IP,

網路模式對比:

支持三種使用方式:

  • 創建集群時指定 GlobalRouter 模式;
  • 創建集群時指定 VPC-CNI 模式,后續所有 Pod 都必須使用 VPC-CNI 模式創建;
  • 創建集群時指定 GlobalRouter 模式,在需要使用 VPC-CNI 模式時為集群啟用 VPC-CNI 的支持,即兩種模式混用,

選型建議:

  • 絕大多數情況下應該選擇 GlobalRouter,容器網段地址充裕,擴展性強,能適應規模較大的業務;
  • 如果后期部分業務需要用到 VPC-CNI 模式,可以在 GlobalRouter 集群再開啟 VPC-CNI 支持,也就是 GlobalRouter 與 VPC-CNI 混用,僅對部分業務使用 VPC-CNI 模式;
  • 如果完全了解并接受 VPC-CNI 的各種限制,并且需要集群內所有 Pod 都用 VPC-CNI 模式,可以創建集群時選擇 VPC-CNI 網路插件,

參考官方檔案 《如何選擇容器服務網路模式》: https://cloud.tencent.com/document/product/457/41636

運行時: Docker vs Containerd

Docker 作為運行時的架構:

  • kubelet 內置的 dockershim 模塊幫傲嬌的 docker 適配了 CRI 介面,然后 kubelet 自己調自己的 dockershim (通過 socket 檔案),然后 dockershim 再調 dockerd 介面 (Docker HTTP API),接著 dockerd 還要再調 docker-containerd (gRPC) 來實作容器的創建與銷毀等,

  • 為什么呼叫鏈這么長?Kubernetes 一開始支持的就只是 Docker,后來引入了 CRI,將運行時抽象以支持多種運行時,而 Docker 跟 Kubernetes 在一些方面有一定的競爭,不甘做小弟,也就沒在 dockerd 層面實作 CRI 介面,所以 kubelet 為了讓 dockerd 支持 CRI,就自己為 dockerd 實作了 CRI,docker 本身內部組件也模塊化了,再加上一層 CRI 適配,呼叫鏈肯定就長了,

Containerd 作為運行時的架構:

  • containerd 1.1 之后,支持 CRI Plugin,即 containerd 自身這里就可以適配 CRI 介面,
  • 相比 Docker 方案,呼叫鏈少了 dockershim 和 dockerd,

運行時對比:

  • containerd 方案由于繞過了 dockerd,呼叫鏈更短,組件更少,占用節點資源更少,繞過了 dockerd 本身的一些 bug,但 containerd 自身也還存在一些 bug (已修復一些,灰度中),
  • docker 方案歷史比較悠久,相對更成熟,支持 docker api,功能豐富,符合大多數人的使用習慣,

選型建議:

  • Docker 方案 相比 containerd 更成熟,如果對穩定性要求很高,建議 docker 方案;

  • 以下場景只能使用 docker:

    • Docker in docker (通常在 CI 場景)
    • 節點上使用 docker 命令
    • 呼叫 docker API
  • 沒有以上場景建議使用 containerd,

參考官方檔案 《如何選擇 Containerd 和Docker》:https://cloud.tencent.com/document/product/457/35747

Service 轉發模式: iptables vs ipvs

先看看 Service 的轉發原理:

  • 節點上的 kube-proxy 組件 watch apiserver,獲取 Service 與 Endpoint,根據轉發模式將其轉化成 iptables 或 ipvs 規則并寫到節點上;
  • 集群內的 client 去訪問 Service (Cluster IP),會被 iptable/ipvs 規則負載均衡到 Service 對應的后端 pod,

轉發模式對比:

  • ipvs 模式性能更高,但也存在一些已知未解決的 bug;
  • iptables 模式更成熟穩定,

選型建議:

  • 對穩定性要求極高且 service 數量小于 2000,選 iptables;
  • 其余場景首選 ipvs,

集群型別: 托管集群 vs 獨立集群

托管集群:

  • Master 組件用戶不可見,由騰訊云托管
  • 很多新功能也是會率先支持托管的集群
  • Master 的計算資源會根據集群規模自動擴容
  • 用戶不需要為 Master 付費

獨立集群:

  • Master 組件用戶可以完全掌控
  • 用戶需要為 Master 付費購買機器

選型建議:

  • 一般推薦托管集群
  • 如果希望能能夠對 Master 完全掌控,可以使用獨立集群 (比如對 Master 進行個性化定制實作高級功能)

節點作業系統

TKE 主要支持 Ubuntu 和 CentOS 兩類發行版,帶 “TKE-Optimized” 后綴用的是 TKE 定制優化版的內核,其它的是 linux 社區官方開源內核:

img

img

TKE-Optimized 的優勢:

  • 基于內核社區長期支持的 4.14.105 版本定制
  • 針對容器和云場景進行優化
  • 計算、存盤和網路子系統均經過性能優化
  • 對內核缺陷修復支持較好
  • 完全開源:https://github.com/Tencent/TencentOS-kernel

選型建議:

  • 推薦 “TKE-Optimized”,穩定性和技術支持都比較好
  • 如果需要更高版本內核,選非 “TKE-Optimized”版本的作業系統

節點池

此特性當前正在灰度中,可申請開白名單使用,主要可用于批量管理節點:

  • 節點 Label 與 Taint
  • 節點組件啟動引數
  • 節點自定義啟動腳本
  • 作業系統與運行時 (暫未支持)

產品檔案:https://cloud.tencent.com/document/product/457/43719

適用場景:

  • 異構節點分組管理,減少管理成本
  • 讓集群更好支持復雜的調度規則 (Label, Taint)
  • 頻繁擴縮容節點,減少操作成本
  • 節點日常維護(版本升級)

用法舉例:

部分IO密集型業務需要高IO機型,為其創建一個節點池,配置機型并統一設定節點 Label 與 Taint,然后將 IO 密集型業務配置親和性,選中 Label,使其調度到高 IO 機型的節點 (Taint 可以避免其它業務 Pod 調度上來),

隨著時間的推移,業務量快速上升,該 IO 密集型業務也需要更多的計算資源,在業務高峰時段,HPA 功能自動為該業務擴容了 Pod,而節點計算資源不夠用,這時節點池的自動伸縮功能自動擴容了節點,扛住了流量高峰,

啟動腳本

組件自定義引數

此特性當前也正在灰度中,可申請開白名單使用,

  1. 創建集群時,可在集群資訊界面“高級設定”中自定義 Master 組件部分啟動引數:

img

  1. 添加節點時,可在云服務器配置界面的“高級設定”中自定義 kubelet 部分啟動引數:

img

節點啟動配置

  1. 新建集群時,可在云服務器配置界面的“節點啟動配置”選項處添加節點啟動腳本:

  1. 添加節點時,可在云服務器配置界面的“高級設定”中通過自定義資料配置節點啟動腳本 (可用于修改組件啟動引數、內核引數等):

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