CN112269640B - 一种实现容器云组件的生命周期管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现容器云组件的生命周期管理的方法,涉及数据管理技术领域；定义Kubernetes容器云中组件的CR，部署Kubernetes的基础组件，根据CR包含的组件信息从从指定仓库位置获取包含组件安装、删除、升级、扩容及缩容脚本的部署镜像，根据CR中相应字段区分关键组件和非关键组件，利用CR进行关键组件和非关键组件优先级排序，通过组件的部署镜像获取组件相应脚本，并分别利用基础组件在Kubernetes集群创建完成前部署关键组件，在Kubernetes集群创建完成后部署非关键组件，并在组件的生命周期中利用基础组件对关键组件和非关键组件进行安装、删除、升级、扩容及缩容的管理操作。

Description

一种实现容器云组件的生命周期管理的方法

技术领域

本发明公开一种方法,涉及数据管理技术领域，具体地说是一种实现容器云组件的生命周期管理的方法。

背景技术

容器技术在公有云、私有云、混合云等领域越来越广泛的应用，Kubernetes已经成为容器编排技术事实上的标准。Kubernetes容器编排技术可以为用户实现自动化部署、自动化伸缩、自动化管理，为用户搭建高可用的分布式应用提供了可能。Kubernetes在提供这种便利性的同时，现有的组件繁多、部署复杂、管理难度大，部署人员往往无法高效、方便、可靠的部署Kubernetes集群，并对组成Kubernetes的组件进行全生命周期有序管理。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提供一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，针对云组件提供了支持创建、扩容、缩容、升级、删除的全生命周期的管理。

本发明提出的具体方案是：

一种实现容器云组件的生命周期管理的方法：定义Kubernetes容器云中组件的CR，

部署Kubernetes的基础组件，

根据CR包含的组件信息从从指定仓库位置获取包含组件安装、删除、升级、扩容及缩容脚本的部署镜像，

根据CR中相应字段区分关键组件和非关键组件，利用CR进行关键组件和非关键组件优先级排序，

通过组件的部署镜像获取组件相应脚本，并分别利用基础组件在Kubernetes集群创建完成前部署关键组件，在Kubernetes集群创建完成后部署非关键组件，

并在组件的生命周期中利用基础组件对关键组件和非关键组件进行安装、删除、升级、扩容及缩容的管理操作。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中基础组件包括Kubernetes集群安装入口组件、监控Kubernetes集群CR的组件、解析组件及节点执行组件，

Kubernetes集群安装入口组件，用于接收所需安装组件的CR文件作为参数，处理关键组件的安装、升级、删除、扩容及缩容操作，并完成非关键组件在Kubernetes集群中的定义声明，

监控Kubernetes集群CR组件，用于处理非关键组件的安装、升级、删除、扩容及缩容操作，

解析组件，用于根据CR内容解析出安装组件的名称及版本，并下载其安装部署镜像，提取其中的安装配置文件，将任务分发到对应节点的ckectl执行安装、升级、删除、扩容及缩容操作，

节点执行组件，接收来自解析组件的命令，执行组件生命周期的各种管理任务。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中安装部署非关键组件：创建相应组件CR,监控Kubernetes集群CR组件监控到组件的CR创建，调用解析组件，拉取对应组件的安装部署镜像，确定执行节点，将指令发送给对应节点的节点执行组件，由节点执行组件执行组件安装shell脚本。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中扩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中相关内容，监控Kubernetes集群CR组件检测到内容变化，向解析组件推送CR信息，确定扩容节点，调用节点执行组件执行安装模板中的扩容操作。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中缩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中相关内容，监控Kubernetes集群CR组件检测到内容变化，向解析组件推送CR信息，确定缩容节点，调用节点执行组件执行安装模板中的缩容操作。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中删除非关键组件：相应组件CR发生删除事件，监控Kubernetes集群CR组件检测到组件CR对象已删除的内容，调用解析组件,由解析组件下发删除任务给各节点的节点执行组件，

节点执行组件拉取组件安装部署镜像，获取对应组件的删除脚本，执行删除脚本。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中升级非关键组件：编辑相应组件CR，监控Kubernetes集群CR组件检测到CR版本被修改，将CR对象以及升级命令发送给解析组件，确定升级节点，调用所有节点的节点执行组件执行升级操作。

优选地，所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法中安装部署关键组件：下发节点执行组件到Kubernetes集群所有节点，

Kubernetes集群安装入口组件调用解析组件安装关键组件，并由节点执行组件执行安装指令，

关键组件安装完成后，CR在Kubernetes集群中完成资源创建，进入组件生命周期管理，进行关键组件相应的升级、扩容、缩容及删除的管理操作。

本发明的有益之处是：

本发明提供一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，能够满足云计算环境下运维与开发人员对容器云组件在不同场景下进行组件创建、扩容、缩容、删除、升级等生命周期管理的需求。该管理方法及适用场景广泛，能够极大地满足云计算环境的Kubernetes集群管理灵活性和高效性的需求。

附图说明

图1是本发明方法流程示意图。

具体实施方式

本发明涉及到一些缩略语和名词，其中Kubernetes：一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用。简称K8s。

CustomResource(CR)：自定义资源，用户在K8s集群中定义的资源，可以通过k8s提供的能力对CR进行观测，从而针对资源的变化进行相应的操作，实现特定目的。

Pod：K8s集群中一组可以执行特定功能的容器，是K8s集群对应用管理的基本单元。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明提供一种实现容器云组件的生命周期管理的方法：定义Kubernetes容器云中组件的CR，

部署Kubernetes的基础组件，

根据CR包含的组件信息从从指定仓库位置获取包含组件安装、删除、升级、扩容及缩容脚本的部署镜像，

根据CR中相应字段区分关键组件和非关键组件，利用CR进行关键组件和非关键组件优先级排序，

通过组件的部署镜像获取组件相应脚本，并分别利用基础组件在Kubernetes集群创建完成前部署关键组件，在Kubernetes集群创建完成后部署非关键组件，

并在组件的生命周期中利用基础组件对关键组件和非关键组件进行安装、删除、升级、扩容及缩容的管理操作。

本发明方法针对Kubernetes集群中的组件提供了支持创建、扩容、缩容、升级、删除的全生命周期的管理方法。该方法基于Kubernetes的用户定义资源CR进行管理，提供了声明式的管理方式，部署人员只须关注容器组件的最终状态，无须关注中间部署过程，该方法将自动将组件调整为部署人员希望的状态，该方法有良好的易用性、高效性和可行性。

在具有应用中，本发明的一些实施例在Kubernetes容器云中，使用yaml格式文本对组件的CR进行定义，定义中包含对应组件的名称、版本、参数、所属集群、依赖的CKE版本、是否是基础组件、优先级等信息。参数格式为单层平铺，放在spec.parameters中。CR定义中可根据name和version从指定仓库位置获取包含组件安装、删除、升级、扩容、缩容脚本的部署镜像。

CR定义示意如下：

apiVersion:cke.inspur.com/v1alpha1

kind:CkeComponent

metadata:

name:incloud-disk#组件名称

namespace:kube-system#组件所属命名空间

label:

baseComponent:false#非基础组件标签

spec:

clusterName:testCluster-1#所属集群名称

priority:51//数字越小级别越高，cke关键组件预留1-50的优先级，非关键组件>51,优先级相等时，同时执行组件的部署

version:3.34.1#与组件镜像tag一致

ckeVersion:4.2.*～

nodeSelector:#选择安装节点，既可以使用nodeSelector选择节点，也可以直接指定节点

-Test

nodes:#指定需要安装的节点

-master1

-master2

-master3

-slave1

parameters:

test_param1:111

test_param2:222

status:

state:Running

version:3.34.1

nodes:

-master1

-master2

-master3

slave1

本发明方法中，涉及的主要基础组件为：ckeadm,cke-controller,ckectl,cke-deploy，其中Ckeadm为Kubernetes集群安装入口组件，cke-controller为监控Kubernetes集群CR的组件，Cke-deploy为解析组件，Ckectl为节点执行组件，

其中Ckeadm为二进制文件，是集群安装的入口，接收所需安装组件的CR文件作为参数，处理关键组件的安装、升级、删除、扩容、缩容，并完成非关键组件在集群中的定义声明。其工作时，将由cke-deploy配合向需要安装组件的节点分发安装任务，各节点上ckectl执行安装任务。

Cke-controller以pod形式运行在集群中，监控集群中CR的变化，处理非关键组件的安装、升级、删除、扩容、缩容，其工作时，将由cke-deploy配合向需要安装组件的节点分发安装任务，各节点上ckectl执行安装任务。

Cke-deploy为二进制文件，能够根据CR内容解析出安装组件的名称、版本，并下载其安装部署镜像，提取其中的安装配置文件，将任务分发到对应节点的ckectl执行安装、升级、删除、扩容、缩容等操作。

Ckectl为运行在各节点上的二进制，接收来自cke-deploy的命令，实现对组件生命周期管理的实际执行。

分别利用上述基础组件在Kubernetes集群创建完成前部署关键组件，在Kubernetes集群创建完成后部署非关键组件，

并在组件的生命周期中利用基础组件对关键组件和非关键组件进行安装、删除、升级、扩容及缩容的管理操作。

在上述实施例基础上，本发明的一些实施例，使用CR中的baseComponent字段区分关键组件和非关键组件，并根据CR中的priority确定优先级，数值越大优先级越低，比如：

1)docker

2)etcd

3)k8s

4)calico

5)coredns

6)cke-controller

7)nginx

8)keepalived

9)storage

10)addons(helm istio prometheus等其他组件)

并且容器云组件的安装部署镜像目录结构遵循约定，先创建根目录下动作名称的目录，再创建执行动作角色名称的目录，执行入口脚本统一使用动作名，若组件安装时对执行脚本顺序有要求，则需要在角色名称前加数字序号，ckectl将保证按顺序执行，如下：

/>

依据顺序对非关键组件进行生命周期管理时，

安装部署非关键组件：创建组件CR,cke-controller监控到组件的CR创建，取出参数，调用cke-deploy，拉取对应组件的安装部署镜像，确定执行节点，将指令发送给对应节点的ckectl，由ckectl执行组件安装shell脚本。

Ckect在组件安装完后，更新CR状态Installed(Pending,Installing,Completed,Updating,Terminating,Failed)，

CR安装状态由ckectl推送给cke-controller。

扩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中Spec.nodes内容，controller检测到内容变化，向cke-deploy推送CR信息，确定扩容节点，调用ckectl执行安装模板中的扩容操作。扩容完成后，cke-controller刷新CR状态中的节点信息。

缩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中Spec.nodes内容，cke-controller检测到内容变化，向cke-deploy推送CR信息，确定缩容节点，ckectl执行安装模板中的缩容操作。缩容完成后，cke-controller刷新CR状态中的节点信息。

删除非关键组件：组件CR发生删除事件，cke-controller将组件CR对象已删除cr的命令形式调用cke-deploy,由其下发删除任务给各节点ckectl。ckectl拉取组件安装部署镜像，获取对应组件的删除脚本，执行删除脚本。

升级非关键组件：编辑组件CR的spec.Version字段(对应组件安装部署镜像中安装脚本的变化。如有必要，也可以同时编辑组件CR的parameter参数)，触发升级动作。cke-controller检测到CR版本被修改，将CR对象以及升级命令发送给cke-dpeloy，确定升级节点，调用所有节点ckectl执行。Ckectl先执行原有CR的删除动作(删除前先备份)，再执行新CR安装动作，完成组件升级。

对关键组件进行生命周期管理时，

关键组件的安装由ckeadm二进制程序直接调用cke-deploy完成，安装部署关键组件前，ckectl将会被下发安装到所有节点，以便于后续指令执行。

关键组件安装完成后，容器云集群功能正常，随后会将所有组件的CR在集群中完成资源创建，以便后续生命周期管理。

关键组件的升级、扩容、缩容、删除与非关键组件过程类似，不再累述。

利用本发明方法能够满足云计算环境下运维与开发人员对容器云组件在不同场景下进行组件创建、扩容、缩容、删除、升级等生命周期管理的需求。该管理方法及适用场景广泛，能够极大地满足云计算环境的Kubernetes集群管理灵活性和高效性的需求。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是定义Kubernetes容器云中组件的CR；

部署Kubernetes的基础组件，所述基础组件包括Kubernetes集群安装入口组件、监控Kubernetes集群CR的组件、解析组件及节点执行组件，其中Kubernetes集群安装入口组件，用于接收所需安装组件的CR文件作为参数，处理关键组件的安装、升级、删除、扩容及缩容操作，并完成非关键组件在Kubernetes集群中的定义声明；监控Kubernetes集群CR组件，用于处理非关键组件的安装、升级、删除、扩容及缩容操作；解析组件，用于根据CR内容解析出安装组件的名称及版本，并下载其安装部署镜像，提取其中的安装配置文件，将任务分发到对应节点的ckectl执行安装、升级、删除、扩容及缩容操作；节点执行组件，接收来自解析组件的命令，执行组件生命周期的各种管理任务；

根据CR包含的组件信息从指定仓库位置获取包含组件安装、删除、升级、扩容及缩容脚本的部署镜像，

根据CR中相应字段区分关键组件和非关键组件，利用CR进行关键组件和非关键组件优先级排序，

通过组件的部署镜像获取组件相应脚本，并分别利用基础组件在Kubernetes集群创建完成前部署关键组件，在Kubernetes集群创建完成后部署非关键组件，

并在组件的生命周期中利用基础组件对关键组件和非关键组件进行安装、删除、升级、扩容及缩容的管理操作。

2.根据权利要求1所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是安装部署非关键组件：创建相应组件CR,监控Kubernetes集群CR组件监控到组件的CR创建，调用解析组件，拉取对应组件的安装部署镜像，确定执行节点，将指令发送给对应节点的节点执行组件，由节点执行组件执行组件安装shell脚本。

3.根据权利要求1或2所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是扩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中相关内容，监控Kubernetes集群CR组件检测到内容变化，向解析组件推送CR信息，确定扩容节点，调用节点执行组件执行安装模板中的扩容操作。

4.根据权利要求1所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是缩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中相关内容，监控Kubernetes集群CR组件检测到内容变化，向解析组件推送CR信息，确定缩容节点，调用节点执行组件执行安装模板中的缩容操作。

5.根据权利要求3所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是缩容非关键组件：编辑相应组件CR，修改CR中相关内容，监控Kubernetes集群CR组件检测到内容变化，向解析组件推送CR信息，确定缩容节点，调用节点执行组件执行安装模板中的缩容操作。

6.根据权利要求1所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是删除非关键组件：相应组件CR发生删除事件，监控Kubernetes集群CR组件检测到组件CR对象已删除的内容，调用解析组件,由解析组件下发删除任务给各节点的节点执行组件，

节点执行组件拉取组件安装部署镜像，获取对应组件的删除脚本，执行删除脚本。

7.根据权利要求4所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是删除非关键组件：相应组件CR发生删除事件，监控Kubernetes集群CR组件检测到组件CR对象已删除的内容，调用解析组件,由解析组件下发删除任务给各节点的节点执行组件，

节点执行组件拉取组件安装部署镜像，获取对应组件的删除脚本，执行删除脚本。

8.根据权利要求1所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是升级非关键组件：编辑相应组件CR，监控Kubernetes集群CR组件检测到CR版本被修改，将CR对象以及升级命令发送给解析组件，确定升级节点，调用所有节点的节点执行组件执行升级操作。

9.根据权利要求6所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是升级非关键组件：编辑相应组件CR，监控Kubernetes集群CR组件检测到CR版本被修改，将CR对象以及升级命令发送给解析组件，确定升级节点，调用所有节点的节点执行组件执行升级操作。

10.根据权利要求1所述的一种实现容器云组件的生命周期管理的方法，其特征是安装部署关键组件：下发节点执行组件到Kubernetes集群所有节点，

Kubernetes集群安装入口组件调用解析组件安装关键组件，并由节点执行组件执行安装指令，

关键组件安装完成后，CR在Kubernetes集群中完成资源创建，进入组件生命周期管理，进行关键组件相应的升级、扩容、缩容及删除的管理操作。

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