OpenShift

OpenShift的简单概念

Openshift是一个开源的容器云平台,底层基于当前容器的事实标准编排系统Kubernetes和docker引擎,上层暴露了对开发者友好的接口来完成对应用程序的集成、部署、弹性伸缩等任务,企业可以基于此平台搭建内部Paas平台,贯穿CI/CD流程,提高企业IT效率,拥抱DevOps和敏捷开发。


什么是Pass

PaaS(Platform as a Service,平台即服务)最早是在云计算领域被提出。如下图所示,将企业IT服务分为九层,传统自建数据中心九层设施都需要企业自己维护,成本极高。而云计算架构就相当于把九层架构中的底层一部分外包给云计算服务提供商,根据外包的层次不同,分为IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务),PaaS,SaaS(Software as a Service)三层。

  • IaaS 层为基础设施运维人员服务、提供计算、存储、网络以及其他硬件资源,云平台使用者可以在上面部署和运行包括操作系统和应用程序在内的任意软件,无需再为基础设施的管理而分心
  • PaaS 层为应用开发人员服务,提供支撑应用运行所需的软件运行时环境,相关的工具与服务,如数据库服务、日志服务、监控服务等,让应用开发者可以专注于交付业务价值的代码而无需关心应用所需的基础环境与工具。
  • SaaS 层为一般用户(最终用户)服务,提供了一套完整可用的软件系统,让一般用户无需关心技术细节,只需通过浏览器、应用客户端的方式就能使用部署在云上的应用服务。SaaS 产品比如客户关系管理系统、邮件、虚拟桌面、通信、游戏等。

Docker提供了对打包和创建基于Linux的轻量级容器的抽象。而Kubernetes提供了多主机集群管理和Docker容器编排。OpenShift基于Docker和Kubernetes加入了新的功能:

  • 源代码管理、构建和部署
  • 在系统中集成镜像的管理
  • 按需扩展的应用程序管理
  • 在大型开发者组织中进行团队管理和用户追踪

OpenShift直接提供支持的应用程序镜像有:

OpenShift直接提供支持的数据库镜像有:

除此之外,OpenShift还让你通过一键点击便生成相应的应用,比如几秒之内搭建好一个Jenkins服务。包括以下:


OpenShift架构概览

从上图可以看出,OpenShift的典型用户分为两种,开发人员和运维人员。开发人员可以通过现有的代码管理工具和持续集成、交付工具利用OpenShift完成对应用程序的打包、部署、扩容操作。而运维人员可以利用现有的自动化工具实现对OpenShift平台的维护。

OpenShift中的Kubernetes用来管理跨宿主机(或容器)的容器化应用程序,并提供部署、维护和应用程序扩容机制。对于一个Kubernetes集群来说,它包括一个或多个master以及一组node。

Master主机托管了API服务器、controller manager服务器以及etcd实例。Master管理Kubernetes集群中的节点并控制运行在节点上的pod。

Node则提供了容器的运行时环境。Kubernetes节点中的每个node会运行受Master管理的服务,当然也包括Docker、Kubelet及serverice proxy服务。node可以为云机器、物理系统或者虚拟系统。Kubelet用来更新node上的运行的容器状态。Service Proxy用于运行一个简单的网络代理,来反映定义在node的API中的服务,从而使node可以跨后端进行简单的TCP和UDP流转发。

OpenShift架设要求

如果想自己架设OpenShift平台作为商业用途,必须要获取OpenShift Enterprise的付费订阅。目前OpenShift Enterprise的最新版本为3.6版。对于Master和Node节点的系统要求如下。

Master:

  • 物理或虚拟机,或者运行于公有云或私有云之上的实例
  • 基础操作系统为Red Hat企业版Linux(RHEL)7.1,并包含最小的安装选项
  • 2核CPU
  • 最小8GB内存
  • 最小30GB硬盘空间

Node:

  • 物理或虚拟机,或者运行于公有云或私有云之上的实例
  • 基础操作系统为Red Hat企业版Linux(RHEL)7.1,并包含最小的安装选项
  • Docker 1.6.2及以上版本
  • 1核CPU
  • 最小8GB内存
  • 最小15GB硬盘空间
  • 另外最小15GB的未分配空间,需要通过docker-storage-setup进行配置

环境要求:

  • 需要一个DNS zone来解析OpenShift router的IP地址。比如*.cloudapps.example.com. 300 IN A 192.168.133.2
  • Master和Node之间必须要有共享的网络,两者之间可以互相通讯。
  • 需要一个Git Server和能够访问该Server的账号。

AWS中部署OpenShift平台

下图是一个在AWS中的OpenShift集群的示例。

  • Master节点:包含3个Master实例,实现高可用,上面运行etcd、通过一个external load balancer向外暴露服务。
  • Infra Node: 由三个实例组成,这三个实例用来运行支撑OpenShift集群服务的一系列容器。
  • App Node:用于运行应用程序容器的实例,可以按需进行扩展。
  • Bastion:用于限制对集群中实例的ssh访问,增强安全性。
  • 存储:OpenShift使用EBS作为实例的文件系统并用于持久化容器的存储;另外还使用S3这个对象存储服务作为OpenShift registry的存储。 ELB:总共有三个.一个用来在集群外访问OpenShift API、OpenShift console。一个在集群内访问OpenShift API。另一个用来访问通过route暴露的部署在集群中的应用程序服务。最后通过AWS的Route53来管理DNS。

部署OpenShift集群的三个阶段

在AWS中部署OpenShift集群包括三个阶段:

  • 第一阶段:在AWS中设置好基础设施
  • 第二阶段: 在AWS上部署OpenShift Container平台
  • 第三阶段: 部署后的环境检查

关于整个部署活动绝大多数都是可以自动化的。RedHat提供了一个GitHub repo:openshift-ansible-contrib。openshift-ansible-contrib提供了将OpenShift集群部署到不同的Cloud供应商的解决方案,当然也包括了AWS。里面包含了相应的文档、代码以及脚本。RedHat提供了一个叫做openshift-ansible-playbooks的RPM包,openshift-ansible-contrib利用该RPM包来完成阶段1和阶段2,在阶段3中我们可以利用一些现有的脚本工具实现环境检查和认证。


总结

在AWS上部署OpenShift平台并不是一件轻松的事情,一方面需要对AWS的各种服务了如执掌,一方面也需要对OpenShift的架构和核心概念有所了解。虽然RedHat提供了一些Ansible脚本和RPM包来简化安装,但整个过程也绝非一片坦途。安装完备之后,如何和企业现有的应用程序开发流程、持续交付流水线结合起来无缝过度,也是一件非常考验人的事情。下一篇文章会对这些方面进行揭秘。