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blog	KubeDirector：在 Kubernetes 上运行复杂状态应用程序的简单方法	2018-10-03

作者：Thomas Phelan（BlueData）

KubeDirector 是一个开源项目，旨在简化在 Kubernetes 上运行复杂的有状态扩展应用程序集群。KubeDirector 使用自定义资源定义（CRD） 框架构建，并利用了本地 Kubernetes API 扩展和设计哲学。这支持与 Kubernetes 用户/资源 管理以及现有客户端和工具的透明集成。

我们最近介绍了 KubeDirector 项目，作为我们称为 BlueK8s 的更广泛的 Kubernetes 开源项目的一部分。我很高兴地宣布 KubeDirector 的 pre-alpha 代码现在已经可用。在这篇博客文章中，我将展示它是如何工作的。

KubeDirector 提供以下功能：

• 无需修改代码即可在 Kubernetes 上运行非云原生有状态应用程序。换句话说，不需要分解这些现有的应用程序来适应微服务设计模式。
• 本机支持保存特定于应用程序的配置和状态。
• 与应用程序无关的部署模式，最大限度地减少将新的有状态应用程序装载到 Kubernetes 的时间。

KubeDirector 使熟悉数据密集型分布式应用程序（如 Hadoop、Spark、Cassandra、TensorFlow、Caffe2 等）的数据科学家能够在 Kubernetes 上运行这些应用程序 -- 只需极少的学习曲线，无需编写 GO 代码。由 KubeDirector 控制的应用程序由一些基本元数据和相关的配置工件包定义。应用程序元数据称为 KubeDirectorApp 资源。

要了解 KubeDirector 的组件，请使用类似于以下的命令在 GitHub 上克隆存储库：

git clone http://<userid>@github.com/bluek8s/kubedirector.

Spark 2.2.1 应用程序的 KubeDirectorApp 定义位于文件 kubedirector/deploy/example_catalog/cr-app-spark221e2.json 中。

~> cat kubedirector/deploy/example_catalog/cr-app-spark221e2.json
{
   "apiVersion": "kubedirector.bluedata.io/v1alpha1",
   "kind": "KubeDirectorApp",
   "metadata": {
       "name" : "spark221e2"
   },
   "spec" : {
       "systemctlMounts": true,
       "config": {
           "node_services": [
               {
                   "service_ids": [
                       "ssh",
                       "spark",
                       "spark_master",
                       "spark_worker"
                   ],
…

应用程序集群的配置称为 KubeDirectorCluster 资源。示例 Spark 2.2.1 集群的 KubeDirectorCluster 定义位于文件 kubedirector/deploy/example_clusters/cr-cluster-spark221.e1.yaml 中。

~> cat kubedirector/deploy/example_clusters/cr-cluster-spark221.e1.yaml
apiVersion: "kubedirector.bluedata.io/v1alpha1"
kind: "KubeDirectorCluster"
metadata:
  name: "spark221e2"
spec:
  app: spark221e2
  roles:
  - name: controller
    replicas: 1
    resources:
      requests:
        memory: "4Gi"
        cpu: "2"
      limits:
        memory: "4Gi"
        cpu: "2"
  - name: worker
    replicas: 2
    resources:
      requests:
        memory: "4Gi"
        cpu: "2"
      limits:
        memory: "4Gi"
        cpu: "2"
  - name: jupyter
…

使用 KubeDirector 在 Kubernetes 上运行 Spark

使用 KubeDirector，可以轻松在 Kubernetes 上运行 Spark 集群。

首先，使用命令 kubectl version 验证 Kubernetes（版本 1.9 或更高）是否正在运行

~> kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"11", GitVersion:"v1.11.3", GitCommit:"a4529464e4629c21224b3d52edfe0ea91b072862", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2018-09-09T18:02:47Z", GoVersion:"go1.10.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"11", GitVersion:"v1.11.3", GitCommit:"a4529464e4629c21224b3d52edfe0ea91b072862", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2018-09-09T17:53:03Z", GoVersion:"go1.10.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}                                    

使用以下命令部署 KubeDirector 服务和示例 KubeDirectorApp 资源定义：

cd kubedirector
make deploy

这些将启动 KubeDirector pod：

~> kubectl get pods
NAME                           READY     STATUS     RESTARTS     AGE
kubedirector-58cf59869-qd9hb   1/1       Running    0            1m     

kubectl get KubeDirectorApp 列出中已安装的 KubeDirector 应用程序

~> kubectl get KubeDirectorApp
NAME           AGE
cassandra311   30m
spark211up     30m
spark221e2     30m

现在，您可以使用示例 KubeDirectorCluster 文件和 kubectl create -f deploy/example_clusters/cr-cluster-spark211up.yaml 命令 启动 Spark 2.2.1 集群。验证 Spark 集群已经启动:

~> kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
kubedirector-58cf59869-djdwl     1/1       Running   0          19m
spark221e2-controller-zbg4d-0    1/1       Running   0          23m
spark221e2-jupyter-2km7q-0       1/1       Running   0          23m
spark221e2-worker-4gzbz-0        1/1       Running   0          23m
spark221e2-worker-4gzbz-1        1/1       Running   0          23m

现在运行的服务包括 Spark 服务：

~> kubectl get service
NAME                                TYPE         CLUSTER-IP        EXTERNAL-IP    PORT(S)                                                    AGE
kubedirector                        ClusterIP    10.98.234.194     <none>         60000/TCP                                                  1d
kubernetes                          ClusterIP    10.96.0.1         <none>         443/TCP                                                    1d
svc-spark221e2-5tg48                ClusterIP    None              <none>         8888/TCP                                                   21s
svc-spark221e2-controller-tq8d6-0   NodePort     10.104.181.123    <none>         22:30534/TCP,8080:31533/TCP,7077:32506/TCP,8081:32099/TCP  20s
svc-spark221e2-jupyter-6989v-0      NodePort     10.105.227.249    <none>         22:30632/TCP,8888:30355/TCP                                20s
svc-spark221e2-worker-d9892-0       NodePort     10.107.131.165    <none>         22:30358/TCP,8081:32144/TCP                                20s
svc-spark221e2-worker-d9892-1       NodePort     10.110.88.221     <none>         22:30294/TCP,8081:31436/TCP                                20s

将浏览器指向端口 31533 连接到 Spark 主节点 UI：

就是这样! 事实上，在上面的例子中，我们还部署了一个 Jupyter notebook 和 Spark 集群。

要启动另一个应用程序（例如 Cassandra），只需指定另一个 KubeDirectorApp 文件：

kubectl create -f deploy/example_clusters/cr-cluster-cassandra311.yaml

查看正在运行的 Cassandra 集群：

~> kubectl get pods
NAME                              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
cassandra311-seed-v24r6-0         1/1       Running   0          1m
cassandra311-seed-v24r6-1         1/1       Running   0          1m
cassandra311-worker-rqrhl-0       1/1       Running   0          1m
cassandra311-worker-rqrhl-1       1/1       Running   0          1m
kubedirector-58cf59869-djdwl      1/1       Running   0          1d
spark221e2-controller-tq8d6-0     1/1       Running   0          22m
spark221e2-jupyter-6989v-0        1/1       Running   0          22m
spark221e2-worker-d9892-0         1/1       Running   0          22m
spark221e2-worker-d9892-1         1/1       Running   0          22m

现在，您有一个 Spark 集群（带有 Jupyter notebook ）和一个运行在 Kubernetes 上的 Cassandra 集群。 使用 kubectl get service 查看服务集。

~> kubectl get service
NAME                                TYPE         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                   AGE
kubedirector                        ClusterIP    10.98.234.194    <none>        60000/TCP                                                 1d
kubernetes                          ClusterIP    10.96.0.1        <none>        443/TCP                                                   1d
svc-cassandra311-seed-v24r6-0       NodePort     10.96.94.204     <none>        22:31131/TCP,9042:30739/TCP                               3m
svc-cassandra311-seed-v24r6-1       NodePort     10.106.144.52    <none>        22:30373/TCP,9042:32662/TCP                               3m
svc-cassandra311-vhh29              ClusterIP    None             <none>        8888/TCP                                                  3m
svc-cassandra311-worker-rqrhl-0     NodePort     10.109.61.194    <none>        22:31832/TCP,9042:31962/TCP                               3m
svc-cassandra311-worker-rqrhl-1     NodePort     10.97.147.131    <none>        22:31454/TCP,9042:31170/TCP                               3m
svc-spark221e2-5tg48                ClusterIP    None             <none>        8888/TCP                                                  24m
svc-spark221e2-controller-tq8d6-0   NodePort     10.104.181.123   <none>        22:30534/TCP,8080:31533/TCP,7077:32506/TCP,8081:32099/TCP 24m
svc-spark221e2-jupyter-6989v-0      NodePort     10.105.227.249   <none>        22:30632/TCP,8888:30355/TCP                               24m
svc-spark221e2-worker-d9892-0       NodePort     10.107.131.165   <none>        22:30358/TCP,8081:32144/TCP                               24m
svc-spark221e2-worker-d9892-1       NodePort     10.110.88.221    <none>        22:30294/TCP,8081:31436/TCP                               24m

参与其中

KubeDirector 是一个完全开放源码的 Apache v2 授权项目 – 在我们称为 BlueK8s 的更广泛的计划中，它是多个开放源码项目中的第一个。 KubeDirector 的 pre-alpha 代码刚刚发布，我们希望您加入到不断增长的开发人员、贡献者和使用者社区。 在 Twitter 上关注 @BlueK8s，并通过以下渠道参与:

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