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Estendendo o Kubernetes
Tornando o Kubernetes mais que um orquestrador de
containeres
Eu, rapidão :)
● CKA, CKAD, LPIC3
(essa venceu…)
● Gerente de engenharia
de Nuvem no SERPRO -
Projeto Estaleiro
● Nesse mundo Linux
desde 2004, no SERPRO
desde 2009, mexendo
com esses trecos
desde 2014
● Aficionado por aviação
Essa palestra não representa a opinião da empresa em que trabalho
e trata apenas de opniões pessoais :)
Kubernetes
“Production grade CONTAINER Orchestration”
Ecossistema Kubernetes
Como estender cada
componente?
API Server
API Server
API Server
● Repositório de objetos
○ POD
○ NODE
○ Service
○ Deployment
○ [........] (kubectl explain)
○ Custom Resource Definition (CRD)
● Validador de “Regras”
CRD
● Preciso que meu Cluster suporte um novo tipo de Objeto
○ É global ou por namespace?
○ Tem algum esquema pré definido ou posso escrever
qualquer coisa?
Quem usa?
● Calico - Kubernetes Datastore
● Diversos Operators - coreos.com/operators/
● Kong Ingress Controller
● Qualquer sistema integrado com o Kubernetes que
demande armazenamento de objetos :)
CRD
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
name: crontabs.estaleiro.io
spec:
group: estaleiro.io
version: v1
scope: Namespaced
names:
plural: crontabs
singular: crontab
kind: CronTab
shortNames:
- ct
Não confunda com
CronJobs :)
CRD
API: /apis/estaleiro.io/v1
apiVersion: "estaleiro.io/v1"
kind: CronTab
metadata:
name: meu-primeiro-cron
spec:
cronSpec: "* * * * */5"
command: comando-a-ser-executado
kubectl get crontab / kubectl get ct / kubectl get crontabs
kind: CronTab
?
CRD - Validação
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
name: crontabs.estaleiro.io
spec:
group: estaleiro.io
validation:
openAPIV3Schema:
properties:
spec:
properties:
cronSpec:
type: string
pattern: '^(d+|*)(/d+)?(s+(d+|*)(/d+)?){4}$'
REGEX :)
DEMO - KARMAB
GUITAR CENTER
Vantagens
● Uso do Kubernetes como um ‘Banco de Objetos’
● Abstração de acessos ao ETCD
● Chamadas, modificações, leituras podem ser feitas com
bibliotecas prontas do Kubernetes ou chamadas HTTP
(e usar toda a Alta Disponibilidade que o ambiente tem)
Guitar UI
K8S
API Server Builder
● Build your own API
Server - Bibliotecas em
GO para a construção
de uma nova API
● Aggregation layer -
Você roteia um set de
objetos para outra API
Fonte: https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-incubator/apiserver-builder/master/docs/concepts/extensionserver.jpg
Service Catalog
Fonte: https://kubernetes.io/docs/concepts/service-catalog/
Service Catalog
● Chamar uma outra API para determinados Workloads
● Padrão Open Service Broker
○ Azure, GCP, AWS, DIY
● Define Objetos que criam uma nova oferta de serviço,
com o Broker e suas credenciais, a Classe, os planos
disponíveis (gold, silver), e as instâncias
Demo - Service Catalog
+ GCP
Controllers
Apenas um para a
mesma função
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Controller / Cloud Controller Manager
Controller
● Controla o estado dos objetos no Cluster
● Provisiona novos recursos em caso do estado
estar NOK
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disponibilizado como PV
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GUITAR CENTER (de
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Guitar UI
K8S
MetalLB
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Guitar
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Scheduler
Scheduler
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○ Forçar um workload a rodar em um node
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de outros nodes
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Scheduler
katz-scheduler
API
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
schedulerName: katz-scheduler
nodeName: null
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.10
Lê PODs
Scheduler
katz-scheduler
API
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
schedulerName: katz-scheduler
nodeName: node123
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.10
Aloca PODs
katz-scheduler
while true; do
for PODNAME in $(kubectl get pods -o json | jq '.items[] | select(.spec.schedulerName
== "katz-scheduler") | select(.spec.nodeName == null) | .metadata.name' | tr -d '"'); do
NODES=($(kubectl get nodes -o json | jq '.items[].metadata.name' | tr -d '"'))
NUMNODES=${#NODES[@]}
CHOSEN=${NODES[$[$RANDOM % $NUMNODES]]}
curl --header "Content-Type:application/json" --request POST --data
'{"apiVersion":"v1", "kind": "Binding", "metadata": {"name": "'$PODNAME'"}, "target":
{"apiVersion": "v1", "kind": "Node", "name": "'$CHOSEN'"}}'
http://SERVER/api/v1/namespaces/default/pods/$PODNAME/binding/
echo "Assigned $PODNAME to $CHOSEN"
done
sleep 1
done
Kubelet
Kubelet
Kubelet
● Para Kubelets que lidam com containers:
○ CNI para estender rede
○ CSI para estender storage
Kubelet
ETCD
calicoctl
K8s policy
controller
configurações
kube-api
Network policies (*)
Objetosde
regrasCalico
Calico
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● Para Kubelets que lidam com containers:
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● E se eu quiser ter o meu próprio ‘Node’ que finge
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Kubelet
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● Implementa interface para as principais
funcionalidades de um Kubelet
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○ Ler ConfigMaps
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Demo - AWS
Ecossistema Kubernetes estendido
Referências
https://kubernetes.io/docs/concepts/api-extension/custom-resources/
https://engineering.bitnami.com/articles/a-deep-dive-into-kubernetes-controllers.html
https://github.com/karmab/samplecontroller
https://metallb.universe.tf/tutorial/layer2/
https://medium.com/bitnami-perspectives/service-catalog-in-kubernetes-78c0736e3910
https://kubernetes.io/blog/2017/03/advanced-scheduling-in-kubernetes/
https://jvns.ca/blog/2017/07/27/how-does-the-kubernetes-scheduler-work/
https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/extending/
https://github.com/virtual-kubelet/virtual-kubelet
https://github.com/GoogleCloudPlatform/k8s-service-catalog
https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/how-to/add-on/service-broker/use-service-catalog
https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
https://kubernetes.io/docs/tasks/extend-kubectl/kubectl-plugins/
https://github.com/kubernetes-incubator/apiserver-builder/blob/master/docs/concepts/api_building_over
view.md
Obrigado
Ricardo P. Katz
@katzsp
ricardo.katz@gmail.com
ricardo.katz@serpro.gov.br
github.com/estaleiro
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