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使用Ansible的Kubernetes模塊實現(xiàn)容器編排自動化

使用Ansible的Kubernetes模塊實現(xiàn)容器編排自動化

作者：Seth Kenlon 2020-10-29 10:17:24

云計算

系統(tǒng)

自動化 將 Kubernetes 與 Ansible 結(jié)合實現(xiàn)云端自動化。此外，還可以參照我們的 Ansible 的 k8s 模塊速查表。

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將 Kubernetes 與 Ansible 結(jié)合實現(xiàn)云端自動化。此外，還可以參照我們的 Ansible 的 k8s 模塊速查表。

Ansible 是實現(xiàn)自動化工作的優(yōu)秀工具，而 Kubernetes 則是容器編排方面的利器，要是把兩者結(jié)合起來，會有怎樣的效果呢？正如你所猜測的，Ansible + Kubernetes 的確可以實現(xiàn)容器編排自動化。

Ansible 模塊

實際上，Ansible 本身只是一個用于解釋 YAML 文件的框架。它真正強大之處在于它豐富的模塊，所謂模塊module，就是在 Ansible 劇本playbook 中讓你得以通過簡單配置就能調(diào)用外部應(yīng)用程序的一些工具。

Ansible 中有模塊可以直接操作 Kubernetes，也有對一些相關(guān)組件（例如 Docker 和 Podman）實現(xiàn)操作的模塊。學(xué)習(xí)使用一個新模塊的過程和學(xué)習(xí)新的終端命令、API 一樣，可以先從文檔中了解這個模塊在調(diào)用的時候需要接受哪些參數(shù)，以及這些參數(shù)在外部應(yīng)用程序中產(chǎn)生的具體作用。

訪問 Kubernetes 集群

在使用 Ansible Kubernetes 模塊之前，先要有能夠訪問 Kubernetes 集群的權(quán)限。在沒有權(quán)限的情況下，可以嘗試使用一個短期在線試用賬號，但我們更推薦的是按照 Kubernetes 官網(wǎng)上的指引，或是參考 Braynt Son 《入門 Kubernetes》的教程安裝 Minikube。Minikube 提供了一個單節(jié)點 Kubernetes 實例的安裝過程，你可以像使用一個完整集群一樣對其進行配置和交互。

  • 下載 Ansible k8s 速記表（需注冊）

在安裝 Minikube 之前，你需要確保你的環(huán)境支持虛擬化并安裝 libvirt，然后對 libvirt 用戶組授權(quán)：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ sudo dnf install libvirt
    2. 
   
  
  
  2. $ sudo systemctl start libvirtd
    3. 
   
  
  
  3. $ sudo usermod --append --groups libvirt `whoami`
    4. 
   
  
  
  4. $ newgrp libvirt
    5.

安裝 Python 模塊

為了能夠在 Ansible 中使用 Kubernetes 相關(guān)的模塊，你需要安裝以下這些 Python 模塊：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ pip3.6 install kubernetes --user
    2. 
   
  
  
  2. $ pip3.6 install openshift --user
    3.

啟動 Kubernetes

如果你使用的是 Minikube 而不是完整的 Kubernetes 集群，請使用 minikube 命令在本地創(chuàng)建一個最精簡化的 Kubernetes 實例：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ minikube start --driver=kvm2 --kvm-network default
    2.

然后等待 Minikube 完成初始化，這個過程所需的時間會因?qū)嶋H情況而異。

獲取集群信息

集群啟動以后，通過 cluster-info 選項就可以獲取到集群相關(guān)信息了：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ kubectl cluster-info
    2. 
   
  
  
  2. Kubernetes master is running at https://192.168.39.190:8443
    3. 
   
  
  
  3. KubeDNS is running at https://192.168.39.190:8443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
    4. 
   
  
  
  4. 
   
  
  
  5. To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
    6.

使用 k8s 模塊

Ansible 使用 k8s 這個模塊來實現(xiàn)對 Kubernetes 的操作，在劇本中使用 k8s 模塊就可以對 Kuvernetes 對象進行管理。這個模塊描述了 kubectl 命令的最終狀態(tài)，例如對于以下這個使用 kubectl 創(chuàng)建新的命名空間的操作：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ kubectl create namespace my-namespace
    2.

這是一個很簡單的操作，而對這個操作的最終狀態(tài)用 YAML 文件來描述是這樣的：

  
 
 
    
   
  
  
  1. - hosts: localhost
    2. 
   
  
  
  2.   tasks:
    3. 
   
  
  
  3.     - name: create namespace
    4. 
   
  
  
  4.       k8s:
    5. 
   
  
  
  5.         name: my-namespace
    6. 
   
  
  
  6.         api_version: v1
    7. 
   
  
  
  7.         kind: Namespace
    8. 
   
  
  
  8.         state: present
    9.

如果你使用的是 Minikube，那么主機名（hosts）應(yīng)該定義為 localhost。需要注意的是，所使用的模塊也定義了可用參數(shù)的語法（例如 api_version 和 kind 參數(shù)）。

在運行這個劇本之前，先通過 yamllint 命令驗證是否有錯誤：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ yamllint example.yaml
    2.

確保沒有錯誤之后，運行劇本：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ ansible-playbook ./example.yaml
    2.

可以驗證新的命名空間是否已經(jīng)被創(chuàng)建出來：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ kubectl get namespaces
    2. 
   
  
  
  2. NAME              STATUS   AGE
    3. 
   
  
  
  3. default           Active   37h
    4. 
   
  
  
  4. kube-node-lease   Active   37h
    5. 
   
  
  
  5. kube-public       Active   37h
    6. 
   
  
  
  6. kube-system       Active   37h
    7. 
   
  
  
  7. demo              Active   11h
    8. 
   
  
  
  8. my-namespace      Active   3s
    9.

使用 Podman 拉取容器鏡像

容器是個 Linux 系統(tǒng)，幾乎是最小化的，可以由 Kubernetes 管理。LXC 項目和 Docker 定義了大部分的容器規(guī)范。最近加入容器工具集的是 Podman，它不需要守護進程就可以運行，為此受到了很多用戶的歡迎。

通過 Podman 可以從 Docker Hub 或者 Quay.io 等存儲庫拉取容器鏡像。這一操作對應(yīng)的 Ansible 語法也很簡單，只需要將存儲庫網(wǎng)站提供的鏡像路徑寫在劇本中的相應(yīng)位置就可以了：

  
 
 
    
   
  
  
  1.    - name: pull an image
    2. 
   
  
  
  2.       podman_image:
    3. 
   
  
  
  3.         name: quay.io/jitesoft/nginx
    4.

使用 yamllint 驗證：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ yamllint example.yaml
    2.

運行劇本：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ ansible-playbook ./example.yaml
    2. 
   
  
  
  2. [WARNING]: provided hosts list is empty, only localhost is available.
    3. 
   
  
  
  3. Note that the implicit localhost does not match 'all'
    4. 
   
  
  
  4. 
   
  
  
  5. PLAY [localhost] ************************
    6. 
   
  
  
  6. 
   
  
  
  7. TASK [Gathering Facts] ************************
    8. 
   
  
  
  8. ok: [localhost]
    9. 
   
  
  
  9. 
   
  
  
  10. TASK [create k8s namespace] ************************
    11. 
   
  
  
  11. ok: [localhost]
    12. 
   
  
  
  12. 
   
  
  
  13. TASK [pull an image] ************************
    14. 
   
  
  
  14. changed: [localhost]
    15. 
   
  
  
  15. 
   
  
  
  16. PLAY RECAP ************************
    17. 
   
  
  
  17. localhost: ok=3 changed=1 unreachable=0 failed=0
    18. 
   
  
  
  18.            skipped=0 rescued=0 ignored=0
    19.

使用 Ansible 實現(xiàn)部署

Ansible 除了可以執(zhí)行小型維護任務(wù)以外，還可以通過劇本實現(xiàn)其它由 kubectl 實現(xiàn)的功能，因為兩者的 YAML 文件之間只有少量的差異。在 Kubernetes 中使用的 YAML 文件只需要稍加改動，就可以在 Ansible 劇本中使用。例如下面這個用于使用 kubectl 命令部署 Web 服務(wù)器的 YAML 文件：

  
 
 
    
   
  
  
  1. apiVersion: apps/v1
    2. 
   
  
  
  2. kind: Deployment
    3. 
   
  
  
  3. metadata:
    4. 
   
  
  
  4.   name: my-webserver
    5. 
   
  
  
  5. spec:
    6. 
   
  
  
  6.   selector:
    7. 
   
  
  
  7.     matchLabels:
    8. 
   
  
  
  8.       run: my-webserver
    9. 
   
  
  
  9.   replicas: 1
    10. 
   
  
  
  10.   template:
    11. 
   
  
  
  11.     metadata:
    12. 
   
  
  
  12.       labels:
    13. 
   
  
  
  13.         run: my-webserver
    14. 
   
  
  
  14.     spec:
    15. 
   
  
  
  15.       containers:
    16. 
   
  
  
  16.       - name: my-webserver
    17. 
   
  
  
  17.         image: nginx
    18. 
   
  
  
  18.         ports:
    19. 
   
  
  
  19.         - containerPort: 80
    20.

如果你對其中的參數(shù)比較熟悉，你只要把 YAML 文件中的大部分內(nèi)容放到劇本中的 definition 部分，就可以在 Ansible 中使用了：

  
 
 
    
   
  
  
  1.    - name: deploy a web server
    2. 
   
  
  
  2.       k8s:
    3. 
   
  
  
  3.         api_version: v1
    4. 
   
  
  
  4.         namespace: my-namespace
    5. 
   
  
  
  5.         definition:
    6. 
   
  
  
  6.           kind: Deployment
    7. 
   
  
  
  7.           metadata:
    8. 
   
  
  
  8.             labels:
    9. 
   
  
  
  9.               app: nginx
    10. 
   
  
  
  10.             name: nginx-deploy
    11. 
   
  
  
  11.           spec:
    12. 
   
  
  
  12.             replicas: 1
    13. 
   
  
  
  13.             selector:
    14. 
   
  
  
  14.               matchLabels:
    15. 
   
  
  
  15.                 app: nginx
    16. 
   
  
  
  16.             template:
    17. 
   
  
  
  17.               metadata:
    18. 
   
  
  
  18.                 labels:
    19. 
   
  
  
  19.                   app: nginx
    20. 
   
  
  
  20.               spec:
    21. 
   
  
  
  21.                 containers:
    22. 
   
  
  
  22.                   - name: my-webserver
    23. 
   
  
  
  23.                     image: quay.io/jitesoft/nginx
    24. 
   
  
  
  24.                     ports:
    25. 
   
  
  
  25.                       - containerPort: 80
    26. 
   
  
  
  26.                         protocol: TCP
    27.

執(zhí)行完成后，使用 kubectl 命令可以看到預(yù)期中的的部署deployment：

  
 
 
    
   
  
  
  1. $ kubectl -n my-namespace get pods
    2. 
   
  
  
  2. NAME                      READY  STATUS
    3. 
   
  
  
  3. nginx-deploy-7fdc9-t9wc2  1/1    Running
    4.

在云上使用模塊

隨著現(xiàn)在越來越多的開發(fā)和部署工作往云上轉(zhuǎn)移的趨勢，我們必須了解如何在云上實現(xiàn)自動化。其中 k8s 和 podman_image 這兩個模塊只是云開發(fā)中的其中一小部分。你可以在你的工作流程中尋找一些需要自動化的任務(wù)，并學(xué)習(xí)如何使用 Ansible 讓你在這些任務(wù)上事半功倍。


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