如何使用 K8s 实现跨集群管理，这篇文章告诉你了！-k8s跨集群调用

一、背景

集群联邦（Federation）的目的是实现单一集群统一管理多个Kubernetes集群的机制，这些集群可能是跨地区（Region），也可能是在不同公有云供应商上，或者是公司内部自行建立的集群。

一但集群进行联邦后，就可以利用 Federation API资源来统一管理多个集群的Kubernetes API资源，如定义Deployment如何部署到不同集群上，其集群所需的副本数等。

通过集群联邦，我们可以：

简化管理多个集群的Kubernetes 组件，如Deployment, Service 等

在多个集群之间分散工作负载，以提升应用的可靠性

跨集群的资源编排，依据编排策略在多个集群进行应用部署

在不同集群中，能更快速更容易地迁移应用

跨集群的服务发现，服务可以实现地理位置感知，以降低延迟（不一定必须用kubefed实现）

实践多云（Multi-cloud）或混合云（Hybird Cloud）的部署

使用场景

跨集群同步资源：正如您所料，同步资源是那些部署联合或分布式Kubernetes集群的人面临的核心挑战。Kubernetes中的机制可以自动同步运行在本地或远程系统，云而非云上的多个集群上的部署。
跨集群服务发现：这解决了自动配置DNS服务器和负载均衡器的功能。

这篇文章主要记录跨集群资源同步的内容，跨集群服务发现的开新的文章记录。

二、安装

Federation v2 的安装分两个部分，一是 Controller Plan 和 kubefedctl。其中 Controller Plan是基于 helm 安装的，所以我们先安装helm。

helm 安装

可自行查找文档安装。

Controller Plan

Controller Plan 可以使用 Helm 部署（目前 Helm 还是使用 v2 版本），参考官方安装文档：https://github.com/kubernetes-sigs/kubefed/blob/master/charts/kubefed/README.md

添加源

$ helm repo add kubefed-charts https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-sigs/kubefed/master/charts

搜索

$ helm search repo kubefed

安装

$ helm --namespace kube-federation-system upgrade -i kubefed kubefed-charts/kubefed --version=0.6.1 --create-namespace

Release "kubefed" does not exist. Installing it now.
NAME: kubefed
LAST DEPLOYED: Wed Aug  5 16:03:46 2020
NAMESPACE: kube-federation-system
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None

kubefedctl

kubefedctl 是一个二进制程序，可以在 Github 的 Release 页面找到最新版本的下载地址：https://github.com/kubernetes-sigs/kubefed/releases

$ wget https://github.com/kubernetes-sigs/kubefed/releases/download/v0.6.1/kubefedctl-0.6.1-linux-amd64.tgz
$ tar -zxvf kubefedctl-0.6.1-linux-amd64.tgz
$ mv kubefedctl /usr/local/bin/

三、集群操作

在主集群上设置从集群context信息

参考我先前的文章《kubernetes switch context》

kubectl config get-contexts
kubectl config use-context n1
kubectl config use-context context-cluster1-admin

从集群加入主集群

基本使用方式为：

kubefedctl join <集群名称CLUSTER> --cluster-context <要接入集群的 context NAME> --host-cluster-context <HOST 集群的 context name>

例如：

kubefedctl join n1 --cluster-context n1 --host-cluster-context context-cluster1-admin --v=2
kubefedctl join n2 --cluster-context n2 --host-cluster-context context-cluster1-admin --v=2

从集群解绑

kubefedctl unjoin n2 --cluster-context n2 --host-cluster-context context-cluster1-admin --v=2

获得集群信息

Kubefed 是利用 CRD 来存储自己所需要的数据，因此当使用 kubefedctl join 后，可以在 host cluster 查看到集群信息：

$ kubectl -n kube-federation-system get kubefedclusters

kubefedctl join 命令只是将 Kubeconfig 里的配置转化为 KubeFedCluster 自定义资源存储到 kube-federation-system 命名空间中。

kubectl -n kube-federation-system get kubefedclusters -oyaml n1

四、跨集群同步资源

启用资源联邦化

对于 KubeFed 来说，资源管理分两类，一是资源的类型管理，另一个是被联邦（federated）的资源管理。

对于资源类型，kubefedctl 提供了 enable 来使新的资源可以被联邦管理：

kubefedctl enable <target kubernetes API type>

其中可以使用以下的描述：

类型，即 Kind (比如 Deployment)
复数名词 (比如 deployments)
带 api group 的复数资源名词 (比如 deployment.apps)
缩写 (比如 deploy)

因为 Kubefed 是通过 CRD 管理资源，因此，当 enable 执行之后可以看到 Host Cluster 中新增了一种名为 federatedvirtualservices 的 CRD：

$ kubectl get crd | grep federated

默认已启用的联邦资源：

也可以对自定义CRD资源启用联邦。kubefedctl enable 完成了资源类型的管理，对于需要被联邦的资源管理编辑基于新创建的 CRD 展开的。

不过要部署资源之前，需要先创建 federatednamespaces ，多集群的资源只会部署到被 kubefed 管理的 namespace 中。

资源操作示例

使用官方的demo，可以快速体验示例：https://github.com/kubernetes-sigs/kubefed/tree/master/example/sample1

创建ns

kubectl apply -f example/sample1/namespace.yaml -f example/sample1/federatednamespace.yaml

创建测试资源

kubectl apply -R -f example/sample1

注意，官方特地留了一个资源让我们手动enable，运行上面命令后会出现如下提示：

unable to recognize "example/sample1/federated<type>.yaml": no matches for kind "Federated<type>" in version "types.kubefed.io/v1beta1",

需要对ClusterRoleBinding 类型启用联邦化。

kubefedctl enable ClusterRoleBinding

kubectl apply -R -f example/sample1

最后在n1 n2集群上运行结果如下：

确认正常运行：

常用命令备忘

helm list --all-namespaces

// 安装集群

helm --namespace kube-federation-system-666 upgrade -i kubefed kubefed --version=0.3.0 --create-namespace

kubefedctl join <cluster name> --cluster-context <context name> --host-cluster-context <context name> --v=2

// context
kubectl config get-contexts
kubectl config use-context n1
kubectl config use-context context-cluster1-admin

// get cluster
kubectl -n kube-federation-system get kubefedclusters // 获得集群信息
kubectl api-resources | grep kubefed // 查看集群得api信息

$ helm --namespace kube-federation-system upgrade -i kubefed kubefed-charts/kubefed --version=0.6.1 --create-namespace

kubefedctl unjoin n1 --cluster-context n1 --host-cluster-context m1 --v=2
kubectl config get-contexts

// 卸载集群
kubectl -n kube-federation-system delete FederatedTypeConfig --all
helm --namespace kube-federation-system uninstall kubefed