DockOne微信分享（二一零）：平安证券Kubernetes容器集群的DevOps实践

【编者的话】最近两三年，Docker容器技术及Kubernetes编排调度系统，在DevOps领域，大有星火燎原，一统天下之势。平安证券IT团队一直紧跟最新技术，践行科技赋能。本次分享，聚焦于公司在DevOps转型过程中的几个典型的技术细节的解决方案，希望对同行有所借鉴和帮助。

生产环境的高可用Master部署方案

Kubernetes的高可用Master部署，现在网络上成熟的方案不少。大多数是基于Haproxy和Keepalived实现VIP的自动漂移部署。至于Haproxy和Keepalived，可独立出来，也可寄生于Kubernetes Master节点。

我司在IT设备的管理上有固定的流程，VIP这种IP地址不在标准交付范围之内。于是，我们设计了基于DNS解析的高可用方案。这种方案，是基于Load Balancer变形而来。图示如下：

这种构架方案，平衡了公司的组织结构和技术实现。如果真发生Master挂掉，系统应用不受影响，DNS的解析切换可在十分钟内指向新的Master IP，评估在可接受范围之内。

公司内部安装Master节点时，使用的基本工具是Kubeadm，但是作了脚本化改造及替换成了自己的证书生成机制。经过这样的改进之后，使用kubeadm进行集群安装时，就更有条理性，步骤更清晰，更易于在公司进行推广。

底层的etcd集群使用独立的Docker方式部署，但共享kubeadm相关目录下的证书文件，方便了api-server和etcd的认证通信。脚本的相关配置如下：

当以DNS域名的形式进行部署后，各个证书配置认证文件，就不会再以IP形式连接，而是以DNS域名形式连接api-server了。如下图所示：

分层的Docker镜像管理

接下来，我们分享一下对Docker镜像的管理。Docker的企业仓库，选用的是业界流行的Harbor仓库。根据公司研发语言及框架的广泛性，采用了三层镜像管理，分为公共镜像，业务基础镜像，业务镜像（tag为部署发布单），层层叠加而成，即形成标准，又照顾了一定的灵活性。

• 公共镜像：一般以alpine基础镜像，加上时区调整，简单工具。
• 业务基础镜像：在公共镜像之上，加入JDK、Tomcat、Node.js、Python等中间件环境。
• 业务镜像：在业务基础镜像之上，再加入业务软件包。

Dashboard、Prometheus、Grafana的安全实践

尽管在Kubernetes本身技术栈之外，我司存在体系化的日志收集，指标监控及报警平台，为了运维工具的丰富，我们还是在Kubernetes内集成了常用的Dashboard、Prometheus、Grafana组件，实现一些即时性运维操作。

那么，这些组件部署，我们都纳入一个统一的Nginx一级url下，二级url才是各个组件的管理地址。这样的设计，主要是为了给Dashborad及Prometheus增加一层安全性（Grafana自带登陆验证）。

这时，可能有人有疑问，Dashboard、kubectl都是可以通过cert证书及RBAC机制来实现安全性的，那为什么要自己来引入Nginx作安全控制呢？

在我们的实践过程中，cert证书及RBAC方式，结合SSH登陆帐号，会形成一系列复杂操作，且推广难度高，我们早期实现了这种模式，但目前公司并不具备条件，所以废弃了。公司的Kubernetes集群，有专门团队负责运维，我们就针对团队设计了这个安全方案。

Prometheus的二级目录挂载参数如下：

Grafana的二级目录挂载参数如下：

Dashboard在Nginx里的配置如下：

一个能生成所有软件包的Jenkins Job

在CI流水线实践，我们选用的GitLab作为源代码管理组件，Jenkins作为编译组件。但为了能实现更高效标准的部署交付，公司内部实现一个项目名为prism（棱镜）的自动编译分发部署平台。在容器化时代，衍生出一个Prism4k项目，专门针对Kubernetes环境作CI/CD流程。Prism4k版的构架图如下所示：

在这种体系下，Jenkins就作为我们的一个纯编译工具和中转平台，高效的完成从源代码到镜像的生成。

由于每个IT应用相关的变量，脚本都已组织好，放到Prism4k上。故而，Jenkins只需要一个Job，就可以完成各样各样的镜像生成功能。其主要Pipeline脚本如下（由于信息敏感，只列举主要流程，有删节）：

在Jenkins中，我们使用了一个Yet Another Docker Plugin，来进行Jenkins编译集群进行Docker生成时的可扩展性。作到了编译节点的容器即生即死，有编译任务时，指定节点才生成相关容器进行打包等操作。

计算资源在线配置及应用持续部署

在Prism4k平台中，针对Jenkins的Job变量是通过网页配置的。在发布单的编译镜像过程中，会将各个变量通过API发送到Jenkins，启动Jenkins任务，完成指定task任务。

Pod的实例数，CPU和内存的配置，同样通过Web方式配置。

在配置好组件所有要素之后，日常的流程就可以基于不同部门用户的权限把握，实现流水线化的软件持续交付。

• 研发：新建发布单，编译软件包，形成镜像，上传Harbor库。
• 测试：环境流转，避免部署操作污染正在进行中的测试。
• 运维：运维人员进行发布操作。

在FAT这样的测试环境中，为加快测试进度，可灵活的为研发人员赋予运维权限。但在更正式的测试环境和线上生产环境，作为金融行业的IT建设标准，则必须由运维团队成员操作。

下面配合截图，了解一下更具体的三大步骤。

1. 发布单
   
   
   在Prism4k与Jenkins的API交互，我们使用了Jenkins的Python库。
2. 环境流转
   
   
3. 部署
   
   

在部署操作过程中，会将这次发布的信息全面展示给运维同事，让运维同事可以进行再次审查，减少发布过程中的异常情况。

总结

由于 Kubernetes 版本的快速更新和发布，我们对于其稳定性的功能更为青睐，而对于实验性的功能，或是需要复杂运维技能的功能，则保持理智的观望态度。所以，我们对Kubernetes功能只达到了中度使用。当然，就算是中度使用，Kubernetes的运维和使用技巧，还是有很多方面在此没有涉及到，希望以后有机会，能和各位有更多的沟通和交流。愿容器技术越来越普及，运维的工作越来越有效率和质量。

Q&A

Q：镜像有进行安全扫描吗：

A：外部基本镜像进入公司内部，我们基于Harbor内置的安全功能进行扫描。

Q：平安证券的Kubernetes团队和平安科技的容器云团队是怎么分工的？

A：平安科技的容器云是成熟而独立的产品。证券的Kubernetes团队更多的是基于自身业务特性作私有Kubernetes云，有需要时，会使用平安科技的容器云产品。

Q：alpine镜像对JDK兼容性如何，听说有glibc的问题，那边怎么处理的？

A：alpine原生的镜像不能直接运行Oracle JDK的。我们是基于alpine+glib来制作JDK镜像的，目前运行未见异常。

Q：Harbor有没有做相关监控，比如发布了多少镜像，以及镜像同步时长之类的？

A：我们没有在Harbor上作扩展，只是在我们自己的Prism4k上，会统计各个项目的一些镜像发布数据。

Q：有没有用Helm来管理镜像包？后端存储是用的什么，原因是？

A：没有使用Helm。目前集群有存储需求时，使用的是NFS。正在考虑建基于Ceph的存储，因为现在接入项目越来越多，不同的需求会导致不同的存储。

Q：想了解下目前贵公司监控的纬度和监控的指标和告警这块。

A：监控方面，我公司也是大致大致划分为基础资源，中间件，业务指标三大块监控。方法论上也是努力在向业务提倡的RED原则靠拢。

Q：怎么不使用一下Rancher来管理呢？

A：Rancher有它擅长的特性，Kubernetes原生有Kubernetes原生的好处。不同的场景和规划，会使用不同的技术方案。公司其它部门也有使用Rancher来作Kubernetes集群管理的。

Q：想了解下，Yaml文件怎么管理的，可以自定义生成吗？

A：我们的Yaml文件，都统一纳到Prism4k平台管理，有一些资源是可以自定义的，且针对不同的项目，有不同的Yaml模板，然后，透过django的模块功能统一作解析。熟悉Yaml书写的研发同事可以自己定义自己项目的Yaml模板。

Q：Master高可用部署，采用域名方式相比于直接使用IP有什么好处与优势呢？

A：采用域名，我在分享中提及，是因为在公司现行的运行体制内设计出来的方案。如果能自己的团队可以全控公司网络和服务资源，我个人也会趋向于VIP的高可用。如果域名方案对于我们团队有优势，是因为这个方案，其它协同部门会同意。:)

Q：Pipeline会使用Jenkinfile来灵活code化Pipeline，把Pipeline的灵活性和创新性还给开发团队，这比一个模板化的统一Pipeline有哪些优势？

A：Pipeline的运行模式，采用单一Job和每个项目自定义Job，各有不同的应用场景。因为我们的Jenkins是隐于幕后的组件，研发主要基于Prism4k操作，可以相对减少研发的学习成本。相对来说，Jenkins的维护人力也会减少。对于研发各种权限比较高的公司，那统一的Job可能并不合适。

Q：想了解下贵公司使用什么网络方案？Pod的网络访问权限控制怎么实现的？

A：公司现在用的是Flannel网络CNI方案。同时，在不同的集群，也有作Calico网络方案的对比测试。Pod的网络权限，这块暂时没有，只是尝试Istio的可行性研究。

Q： 一个Job生成所有的Docker镜像，如果构建遇到问题，怎么去追踪这些记录？

A：在项目前期接入时，生成镜像的流程都作了宣传和推广。标准化的流程，会减少产生问题的机率。如果在构建中遇到问题，Prism4k的界面中，会直接有链接到本次建的次序号。点击链接，可直接定位到Console输出。

Q：遇到节点Node上出现100+ Pod，Node会卡住，贵公司Pod资源怎么做限制的？

A：我们的业务Pod资源，都作了limit和request限制。如果出现有卡住的情况，现行的方案是基于项目作拆分。Prism4k本身对多环境和多集群都是支持的。

Q：多环境下，集中化的配置管理方案，你们选用的是哪个，或是自研的？

A：我们现在正在研发的Prism4k，前提就是要支持多环境多集群的部署，本身的功能里，yaml文件的配置管理，都是其内置功能。

Q：etcd的--initial-cluster-state选项设置为new，重启etcd后会不会创建新的etcd集群？还是加入原有的etcd集群？

A：我们测试过轮流将服务器（3 Master）完全重启，ectd集群的功能均未受影响。但全部关机重启，还未测试过。所以不好意思，这个问题，我暂时没有考虑过。

Q：网络方案用的什么？在选型的时候有没有对比？

A：目前主要应用的还是Flannel方案，今年春节以来，还测试过Flannel、Caclico、kube-router方案。因为我们的集群有可能越机房，而涉及到BGP协议时，节点无法加入，所以一直选用了Flannel。

Q：部署的动态过程是在Jenkins的Web界面上看还是在自研的Prism4k上能看到，如果是Prism4k的话，整个可视化过程的展示这些等等也是自己开发的吗？Prism4k是用什么语言开发的，Python吗？

A：部署的动态过程，是在Prism4k上显示。可视化方案，也只是简单的使用ajax及websocket。Prism4k后端是基于Django 2.0以上开发，其中使用了RESTful framework、channels等库，前端使用了一些js插件。

以上内容根据2019年5月28日晚微信群分享内容整理。分享人 陈刚，平安证券运维研发工程师，负责经纪业务IT应用的持续交付平台的设计和开发 。DockOne每周都会组织定向的技术分享，欢迎感兴趣的同学加微信：liyingjiese，进群参与，您有想听的话题或者想分享的话题都可以给我们留言。