CN112003728B - 一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置 - Google Patents

一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置，为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；监听主集群下所有应用组件变动事件；当监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件。本发明将一个应用自动部署在不同kubernetes集群中，从而实现应用的主备方案，且在日常运营过程中，只需对主集群中的应用修改，备集群上对应的应用会同步修改，方便运维人员实现主备应用的同步创建修改，减少运维工作量。

Description

一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置
技术领域
本发明涉及应用主备领域，具体涉及一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置。
背景技术
用户在生产环境部署应用时，为了考虑容灾场景，会同时部署多套应用，组成主备模式，当主应用发生故障时，能故快速切换到备应用。为了保证主备方案的可靠性，大部分场景，主备应用会部署在不同机柜中，或不同机房中，甚至不同地区。在主备模式下，对主应用修改升级后，还需要同时对备应用做相同的修改升级，应用日常运维工作将成倍增加，增加作业负担。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置，通过将应用自动部署在不同kubernetes集群中，实现应用的主备方案，且在日常运营过程中，只需对主集群中的应用修改，减少运维工作量。
本发明的技术方案是：一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，包括以下步骤：
为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；
监听主集群下所有应用组件变动事件；
当监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件。
进一步地，该方法还包括：保存主集群和备集群的API认证信息；
监听主集群下所有应用组件变动事件，具体为：
根据主集群的API认证信息对主集群下所有资源进行监听；
当发生资源创建、更新、删除事件时，表示发生应用组件变动事件。
进一步地，当监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，还收集相关事件信息；所述相关事件信息包括资源名称、资源类型、资源所在主集群、事件类型；其中事件类型为创建、更新或删除。
进一步地，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件，具体为：
根据资源所在主集群获取对应主集群、以及相应备集群的API认证信息；
根据资源名称、资源类型，通过调用主集群API认证信息，获取资源信息；
根据所获取资源详细信息和事件类型，基于备集群API认证信息在对应备集群产生相同的事件。
进一步地，所述资源包括应用对外访问地址资源；
该方法还包括以下步骤：
查询主集群中应用对外访问地址资源的对应访问地址；
基于所查询对应访问地址，根据备集群的IP地址，推算并保存对应应用在备集群的访问地址。
进一步地，为多个Kubernetes集群配置主备关系时，查询主集群中已注册的资源和备集群中已注册的资源，若两者相同，则允许备集群被配置为对应主集群的备集群。
本发明的技术方案还包括一种基于Kubernetes集群的应用主备实现装置，包括，
主备集群关联模块：为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；
主集群资源事件监听模块：监听主集群下所有应用组件变动事件；
备集群资源管理模块：当主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件。
进一步地，主备集群关联模块还保存主集群和备集群的API认证信息；
主集群资源事件监听模块监听主集群下所有应用组件变动事件是指，根据主集群的API认证信息对主集群下所有资源进行监听，当发生资源创建、更新、删除事件时，表示发生应用组件变动事件。
进一步地，主集群资源事件监听模块监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，还收集相关事件信息，并将相关事件信息发送至备集群资源管理模块；所述相关事件信息包括资源名称、资源类型、资源所在主集群、事件类型；其中事件类型为创建、更新或删除；
备集群资源管理模块控制对应备集群产生相同应用组件变动事件，具体为：
根据资源所在主集群获取对应主集群、以及相应备集群的API认证信息；
根据资源名称、资源类型，通过调用主集群API认证信息，获取资源信息；
根据所获取资源详细信息和事件类型，基于备集群API认证信息在对应备集群产生相同的事件。
进一步地，所述资源包括应用对外访问地址资源；
该装置还包括应用访问地址管理模块：查询主集群中应用对外访问地址资源的对应访问地址，基于所查询对应访问地址，根据备集群的IP地址，推算并保存对应应用在备集群的访问地址。
本发明提供的一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法及装置，将一个应用自动部署在不同kubernetes集群中，从而实现应用的主备方案，且在日常运营过程中，只需对主集群中的应用修改，备集群上对应的应用会同步修改，方便运维人员实现主备应用的同步创建修改，减少运维工作量。
附图说明
图1是本发明具体实施例一方法流程示意图。
图2是本发明具体实施例二结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
以下对本发明涉及的英文进行解释。
（1）Kubernetes：是用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的开源系统；
（2）Service：是Kubernetes中的一种资源服务，它提供应用的对外的访问地址；
（3）Deployment：是Kubernetes中的一种资源服务，为容器提供了一个声明式方法来管理应用；
（4）StatefulSet：是Kubernetes中的一种资源服务，为容器提供了一个声明式方法来管理应用，可以有序的启动应用；
（5）Job：是Kubernetes中的一种资源服务，为容器提供了一个声明式方法来管理一次性的任务；
（6）CronJob：是Kubernetes中的一种资源服务，为容器提供了一个声明式方法来管理周期性的任务。
实施例一
本实施例提供一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，通过将Kubernetes集群设置为主备集群，使应用部署在不同的Kubernetes集群，实现应用的主备方案。
如图1所示，本方法具体包括以下步骤：
S1，为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；
S2，监听主集群下所有应用组件变动事件；
S3，当监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件。
其中，Kubernetes集群可以部署在不同机柜、机房或地区，实现集群的灵活使用和管理。另外，一个主集群可至少对应一个备集群，实现应用的多重备份。
具体实施例时，以两个集群为例，配置主备集群时，首先将一个集群标记位“主”，另一个集群标记为“备”；之后判断主集群ID在主备集群关系表中，是否存在被标记为备集群，如果存在，则终止返回；判断备集群ID在主备集群关系表中，是否已被标记作为其它主集群的备集群，如果存在，则终止返回；如果上述校验通过，则将主集群ID、主集群API认证信息、备集群ID、备集群API认证信息记录到主备集群关系表中。其中，主备集群关系表预先存储和定义，保存了主备集群的ID和API认证信息。
另外，为保证配置正确，会校验所选备集群是否满足条件，即主Kubernetes集群中所有注册资源（包括Deployment、StatefulSet、Job、CronJob、Service等），是否也在备集群中已经注册，具体地，查询主集群中已注册的资源和备集群中已注册的资源，若两者相同，则允许备集群被配置为对应主集群的备集群。
本实施例中，监听主集群下所有应用组件变动事件是指，根据主集群的API认证信息对主集群下所有资源进行监听，当发生资源创建、更新、删除事件时，表示发生应用组件变动事件。需要说明的是，所监听的资源为主集群下已注册的资源，例如Deployment、StatefulSet、Job、CronJob、Service等。
当监听到有资源发生创建、更新、删除事件时，需要同步在备集群进行变更。本实施例为实现在备集群的同步变更，在主集群下监听到相应变动时，及时收集相关事件信息，包括资源名称、资源类型、资源所在主集群、事件类型。需要说明的是，事件类型为创建、更新或删除。
备集群根据相关事件信息进行同步变更，以实现备份。本实施例步骤S3中，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件，具体为：
步骤一、根据资源所在主集群获取对应主集群、以及相应备集群的API认证信息；
步骤二、根据资源名称、资源类型，通过调用主集群API认证信息，获取资源信息；
步骤三、根据所获取资源详细信息和事件类型，基于备集群API认证信息在对应备集群产生相同的事件。
经过以上步骤，即实现应用在备集群的自动备份。其中步骤二所获取资源信息是指主集群中已注册资源，比如Deployment、StatefulSet、Job、ConJob、Service等资源的信息。
本实施例中，为在故障发生时，切换应用访问地址，还包括以下步骤：
步骤一、查询主集群中应用对外访问地址资源（即Service资源）的对应访问地址；
步骤二、基于所查询对应访问地址，根据备集群的IP地址，推算并保存对应应用在备集群的访问地址。
在主集群发生故障时，即可根据访问地址，切换到备集群上。
实施例二
如图2所示，基于实施例一，本实施例提供一种基于Kubernetes集群的应用主备实现装置，包括以下功能模块。
主备集群关联模块101：为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；
主集群资源事件监听模块102：监听主集群下所有应用组件变动事件；
备集群资源管理模块103：当主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件。
（一）主备集群关联模块101
主备集群关联模块101设置并维护集群主备关系，当某个Kubernetes集群设置为主集群后，可为该集群设置一个或多个备Kubernetes集群。
主备集群关联模块101设置主备集群时，会校验所选备集群是否满足条件，即主集群中所有注册资源（包括Deployment、StatefulSet、Job、CronJob、Service等），在备集群中是否已经注册。如不满足，不允许设置为备集群。
另外，主备集群关联模块101还保存所有主备集群调用对应集群 API的认证信息，以便后续在备集群对应用进行备份。
（二）主集群资源事件监听模块102
主集群资源事件监听模块102监听主集群下所有应用组件变动事件是指，根据主集群的API认证信息对主集群下所有资源进行监听，当发生资源创建、更新、删除事件时，表示发生应用组件变动事件。
具体的，主集群资源事件监听模块102通过主备集群关联装置获取所有的主Kubernetes集群认证信息，分别对每个主Kubernetes集群下所有资源（包括Deployment、StatefulSet、Job、CronJob、Service等该集群下注册的所有资源）进行监听，如资源发生创建、更新、删除事件时，发送资源名称、资源类型、资源所在集群、事件类型等信息，通知备集群资源管理装置。
（三）备集群资源管理模块103
备集群资源管理模块103接收来自主集群资源事件监听装置的消息，根据消息中资源所属集群，通过主备集群关联装置，获取主集群的Kubernetes API的认证信息；根据消息中资源类型、资源名称，通过调用主集群Kubernetes API获取资源详细信息；根据消息中的事件类型，分别在备集群中执行对应资源的创建、更新或删除操作。
具体的，备集群资源管理模块103控制对应备集群产生相同应用组件变动事件，由以下步骤完成：
步骤一、根据资源所在主集群获取对应主集群、以及相应备集群的API认证信息；
步骤二、根据资源名称、资源类型，通过调用主集群API认证信息，获取资源信息；
步骤三、根据所获取资源详细信息和事件类型，基于备集群API认证信息在对应备集群产生相同的事件。
另外，本装置还包括应用访问地址管理模块104，用于管理所有应用的主备访问地址。首先查询主集群中应用对外访问地址资源的对应访问地址，基于所查询对应访问地址，根据备集群的IP地址，推算并保存对应应用在备集群的访问地址。基于应用的主备访问地址，即可在故障发生时，切换应用访问地址。
为进一步理解本方案，在实施例二基础上，以下以两个集群为例，提供一具体实现方式。
首先部署两个Kubernetes集群，分别为Cluster-A，集群VIP为10.1.1.1；Cluster-B，集群VIP为10.2.2.2。
（1）通过主备集群关联模块101分别将集群Cluster-A与Cluster-B添加进来，并保持两个集群的认证信息。将集群Cluster-A设置为主集群，将Cluster-B设置为Cluster-A的备集群。主备集群关联模块101会检查Cluster-B是否满足作为Cluster-A备集群的条件，Cluster-A集群中注册的资源（Deployment、StatefulSet、Job、CronJob、Service等该集群下注册的所有资源）是否在Cluster-B中已经注册，如果检查通过，则允许将Cluster-B设置为Cluster-A的备集群。
（2）主集群资源事件监听模块102通过主备集群关联模块101发现Cluster-A已经设置为主集群，则启动该集群所有注册资源的监听任务。当用户在主集群Cluster-A上创建一个应用，该应用包含一个Deployment（名称为deployment-test1）和一个Service（名称为service-test1，访问方式为10.1.1.1:30080）资源。对应集群上的资源监听任务会分别监听到Deployment和Service的创建事件，同时将消息（资源名称、资源类型、资源所在集群、事件类型）发送给备集群资源管理模块103，发送消息内容分别为：消息1：deployment-test1,Deployment,Cluster-A,Create；消息2：service-test1，Service,Cluster-A,Create。
（3）备集群资源管理模块103接收来自主集群资源事件监听模块102的消息，根据消息中资源所属集群Cluster-A，通过主备集群关联模块101，获取集群Cluster-A的Kubernetes API的认证信息和备用集群Cluster-B的Kubernetes API的认证信息；根据消息中资源类型、资源名称，通过调用主Kubernetes API分别查询deployment-test1和service-test1的详细信息，由于这两条消息都是创建类型，备集群资源管理模块103分别在Cluster-B集群上执行创建资源deployment-test1和service-test1。此时备集群自动创建了一个与主集群相同的应用一个Deployment（名称为deployment-test1）和一个Service（名称为service-test1）资源。
（4）应用访问地址管理模块104通过查询主集群（Cluster-A）中应用对应的Service（service-test1，对应的访问地址为10.1.1.1:30080），再通过主备集群关联模块101查询该集群对应的所有备集群（Cluster-B），根据备集群的VIP，自动推算出该应用的所有主备访问地址（10.2.2.2:30080）。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；
监听主集群下所有应用组件变动事件；
当监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件；
该方法还包括：保存主集群和备集群的API认证信息；
监听主集群下所有应用组件变动事件，具体为：
根据主集群的API认证信息对主集群下所有资源进行监听；
当发生资源创建、更新、删除事件时，表示发生应用组件变动事件。
2.根据权利要求1所述的基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，其特征在于，当监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，还收集相关事件信息；所述相关事件信息包括资源名称、资源类型、资源所在主集群、事件类型；其中事件类型为创建、更新或删除。
3.根据权利要求2所述的基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，其特征在于，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件，具体为：
根据资源所在主集群获取对应主集群、以及相应备集群的API认证信息；
根据资源名称、资源类型，通过调用主集群API认证信息，获取资源信息；
根据所获取资源详细信息和事件类型，基于备集群API认证信息在对应备集群产生相同的事件。
4.根据权利要求3所述的基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，其特征在于，所述资源包括应用对外访问地址资源；
该方法还包括以下步骤：
查询主集群中应用对外访问地址资源的对应访问地址；
基于所查询对应访问地址，根据备集群的IP地址，推算并保存对应应用在备集群的访问地址。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于Kubernetes集群的应用主备实现方法，其特征在于，为多个Kubernetes集群配置主备关系时，查询主集群中已注册的资源和备集群中已注册的资源，若两者相同，则允许备集群被配置为对应主集群的备集群。
6.一种基于Kubernetes集群的应用主备实现装置，其特征在于，包括，
主备集群关联模块：为多个Kubernetes集群配置主备关系，设置主集群和备集群；
主集群资源事件监听模块：监听主集群下所有应用组件变动事件；
备集群资源管理模块：当主集群下有应用组件变动事件发生时，控制对应备集群产生相同应用组件变动事件；
其中，主备集群关联模块还保存主集群和备集群的API认证信息；
主集群资源事件监听模块监听主集群下所有应用组件变动事件是指，根据主集群的API认证信息对主集群下所有资源进行监听，当发生资源创建、更新、删除事件时，表示发生应用组件变动事件。
7.根据权利要求6所述的基于Kubernetes集群的应用主备实现装置，其特征在于，
主集群资源事件监听模块监听到主集群下有应用组件变动事件发生时，还收集相关事件信息，并将相关事件信息发送至备集群资源管理模块；所述相关事件信息包括资源名称、资源类型、资源所在主集群、事件类型；其中事件类型为创建、更新或删除；
备集群资源管理模块控制对应备集群产生相同应用组件变动事件，具体为：
根据资源所在主集群获取对应主集群、以及相应备集群的API认证信息；
根据资源名称、资源类型，通过调用主集群API认证信息，获取资源信息；
根据所获取资源详细信息和事件类型，基于备集群API认证信息在对应备集群产生相同的事件。
8.根据权利要求7所述的基于Kubernetes集群的应用主备实现装置，其特征在于，所述资源包括应用对外访问地址资源；
该装置还包括应用访问地址管理模块：查询主集群中应用对外访问地址资源的对应访问地址，基于所查询对应访问地址，根据备集群的IP地址，推算并保存对应应用在备集群的访问地址。
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