Self-contained Helm-based OpenStack deployment on Kubernetes

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1. https://goo.gl/rjVqwx
2. Self-contained Helm-based OpenStack deployment on Kubernetes COSCUP 2017 開源⼈人年年會 @台灣⼤大學社會科學院 Room 306
3. Software Engineer @ inwinSTACK ☑早期在校主要撰寫 java 與 objc 程式語⾔言，並專注於 Mobile 應⽤用程 式開發，具備四年年開發經驗。次要研讀 Hadoop 與 Spark 資料運算框 架，以及 Linux 相關技術。 ☑⼯工作期間則專注於 OpenStack、Ceph 與 Container 相關等 Cloud Native 技術與開源專案，閒暇之餘會參參與相關專案社區及貢獻，並利利 ⽤用部落落格、GitHub 與 GitBook 做筆記。 ☒現在則在利利⽤用相關技術管理理 Ethereum 礦場，以公司電費轉換提升 ⾃自我年年終獎⾦金金(誤)。 kairen(kyle.b@inwinstack.com) About Me https://kairen.github.io/
4. Agenda Kubernetes What is Helm? What is OpenStack-Helm? Live(Dead) Demo Call to Action
5. Kubernetes Kubernetes 是 Google 開源的容器(Container)分散式管理理系統，是建於 Docker(或 OCI 標準容器 Runtime 引擎) 之上的容器叢集排程系統
6. Kubernetes Kubernetes 是 Google 開源的容器(Container)分散式管理理系 統，是 Google⼗十幾年年以來來⼤大規模應⽤用容器技術的經驗累積和昇 華的⼀一個重要成果，是建於 Container(OCI標準容器)之上的容器 叢集排程服務，簡稱為K8s(‘k’ + 8 letters + ’s’)。 ⽬目前為 CNCF 專案之⼀一。
8. Kubernetes Growth
9. RightScale State of the Cloud Report
10. Kubernetes Pros Kubernetes 管理理跨區域與主機的容器節點，提供基本部署、維運、管 理理，以及執⾏行行各項應⽤用程式，並具備多種特性。
11. Kubernetes Architecture Kubernetes 屬於分散式架構系統，主要由兩兩種節點⾓角⾊色組成： • Masters – 主要⼯工作為提供 API 與管理理⼯工作節點，可視為主節點。 • Nodes(Minions) – 主要執⾏行行容器應⽤用的節點，上⾯面會執⾏行行許多容 器。
12. What is Kubernetes: A Three Tier Application
13. Kubernetes Master Kubernetes Master 包含了了四個基本組件: • Etcd: 主要為 Kubernetes 的資訊儲存 與服務發現功能。 • API Server:以 REST APIs 介⾯面⽅方式提 供所有業務邏輯CURD操作。 • Controller Manager Server:所有其他 叢集級功能都是透過控制管理理器 (Controller Manager)來來操作。 • Scheduler:負責整個分散式系統的資源 排程。
14. Kubernetes Node(Minion) Kubernetes Node 包含了了三個基本組件: • Kubelet:負責管理理的映像檔、容器與資 料 Volume等操作。也是連接 Master 的橋樑。 • Proxy: 為了了解決外部網路路能夠群曲跨 機器叢集中容器提供的應⽤用服務⽽而設 計。⽀支援 TCP,UDP stream forwarding 或 round robin TCP,UDP forwarding。 • Container:基於 OCI Container Rutime 來來執⾏行行應⽤用程式容器實例例。
15. Kubernetes Container • CRI • Docker • rkt • frakti • cri-containerd • cri-o • virtlet • Infranetes
16. Kubernetes Network • Overlay / Underlay Network • CNI/CNM • Flannel • Calico • Weave • Kuryr • OpenContrail • OVN
17. Kubernetes Storage • CSI • Volumes • Persistent Volumes • Many Volume Plugin • Storage Class • External-storage • Dynamic Provisioning
18. Kubernetes - Pod Pod 是 K8s 中最⼩小的部署單位，可以將⼀一個或多個容器組成⼀一個 Pod，Pod 所包含的容器只會運⾏行行在同⼀一個 Host 上，並共享 network namespaces、IP port，每個 Pod的 network mapping 都是由 container pause 所封裝處理理的。
19. Kubernetes - Deployments Deployments(Replication C o n t r o l l e r s ) 是 部 署 群 組 Pods，其會確保 K8s 系統中 指定數量量副本的 Pod 存活， 也可以利利⽤用 Label 及 Rolling update 來來進⾏行行副本的擴展或 更更新。
20. Kubernetes - Service Service 是 pod 服務的抽象層， 具有簡單負載平衡的功能，由於 pod 的數量量與IP 不會固定，可將 ⼀一群 pod指派成 service 並給予 ⼀一個固定IP (cluster IP)，service 會將請求⾄至 cluster IP 的流量量導 入其對應 pod。
21. Kubernetes - Objects
22. What is Helm? Helm 是 Kubernetes Chart 的管理理⼯工具，Kubernetes Chart 是⼀一套預先組態的 Kubernetes 資源套件
23. Helm • Helm 是 Kubernetes 的套件管理理⼯工 具。 • Helm 幫助我們定義『Helm chart』 來來描述 Kubernetes 應⽤用程式的安裝與 升級等功能。 • ⽬目前是 Deis(MicroSoft)、Bitnami 與 Google 等公司以及社群開發者維護。 • ⽬目前是 CNCF 專案之⼀一。 * https://github.com/kubernetes/charts * https://kubeapps.com/
24. Helm Basic Architecture
25. Helm Two parts Tiller Server：主要負責接收來來⾄至 Client 的指令，並透過 kube- apiserver 與 Kubernetes 叢集做溝通，根據 Chart 定義的內容，來來產⽣生與 管理理各種對應 API 物件的 Kubernetes 部署檔案(⼜又稱為 Release)。 Helm Client：⼀一個安裝 Helm CLI 的機器，該機器透過 gRPC 連接 Tiller Server 來來對 Repository、Chart 與 Release 等進⾏行行管理理與操作， 如建立、刪除與升級等操作。
26. Chart：主要定義要被執⾏行行的應⽤用程式中，所需要的⼯工具、資源與服 務等資訊，類似 Homebrew 的 Formula 或是 APT 的 dpkg 檔案。 Release：⼀一個被執⾏行行於 Kubernetes 的 Chart 實例例，Chart 能夠在⼀一 個叢集中擁有多個 Release。 Repository：主要⽤用來來存放 Chart 的倉庫。 Template：與 GO/Sprig 板模混合的 Kubernetes 組態檔案。 Helm Dictionary
27. Chart File Structure Variable file format Customize generator Template language: {{.foo | quote}}
28. Dependency Management • Helm subcharts • requirements.yaml • Immutability • Nested • versioned • helm dependency —help
29. Helm Hooks • 在發布⽣生命週期的特定時間執⾏行行 {operation}。 • {operation} 可以是任何 K8s 資 源，如 Job, Secret, Pod等。
 • ⼀一個 Hook 建立的資源無法作為 發布版本的⼀一部分，來來進⾏行行追蹤 與管理理。
30. What is OpenStack-Helm? OpenStack-Helm 是 Kubernetes 上基於 Helm 進⾏行行部屬 OpenStack 服務的專案
31. OpenStack-Helm ⽬目標是在 Kubernetes 上透過 Helm Chart 部署 OpenStack 環境，實現鬆散耦合的 OpenStack 服務，來來簡化部署、維護與升級流程。 • 2016 年年 11 ⽉月 17⽇日，起始於 AT&T 的專案。 • 2017 年年 4 ⽉月11 ⽇日，正式發布⾄至 OpenStack Foundation。 • 2017 年年 10 ⽉月 17 ⽇日，正式穩定版本 1.0 預計釋出⽇日期。
32. OpenStack-Helm Chart OpenStack-Helm 利利⽤用建立不同 的 Chart 來來分別定義 OpenStack 中各種服務該如何部署與執⾏行行。 截⾄至⽬目前 Chart 已⽀支援 14 項左 右的 OpenStack 服務。 • Keystone • Glance • Nova • Neutron • Horizon • Magnum • Ironic … etc.
33. More Detail: Kubernetes Underlay of OpenStack
34. Image Agnostic & Managing Immutable Containers OpenStack-Helm 將容器視為 OpenStack 服務程式的簡單程式碼桶。 • OpenStack 服務⾃自⾝身必須被安裝在容器內。 • 簡單的組態和初始化腳本是在 run-time 的上層映像檔 • 所有注入的腳本都存在⼀一些最⼩小的相依關析(e.g. bash, python)
35. Parent Charts vs. Independent Charts 每個 OpenStack 服務員件都可以獨立安裝。
36. Clear Re-usable Patterns | Simple & Complex Installs
37. Works for Small & Extremely Large Installations • 服務實例例副本可調整。 • 可選資源配額。 • ⽀支援 Ingress 與 NodePort 兩兩者。 • ⽀支援任何命名空間中的任何服務。 • ⽀支援 Kubernetes 內外的各種服務 (endpoints)。 • ⽀支援 Rolling-update 的服務更更新。
38. Live(Dead) Demo 就來來跑看看吧....
39. Call to Action ⽬目前需要⼤大家們⼀一起來來貢獻喲
40. Call to Action • 輕量量化⽅方式有助於促進更更多的貢獻。 • 需要更更多的核⼼心多樣性 (Across the community)。 • 結合 OpenStack 與 Kubernetes 社區⼀一起進⾏行行。 • Roadmap that can be publicly shared!!! • Community IRC Meetings: [Every Tuesday @ 3PM UTC], #openstack- meeting-5 on freenode. • OpenStack Helm Doc，https://docs.openstack.org/developer/openstack-helm • Project URL in GitHub，https://github.com/openstack/openstack-helm/ • OpenStack-helm Slack，http://slack.k8s.io/，#openstack-helm • OpenStack-helm launchpad，https://launchpad.net/openstack-helm • Community Meeting Agenda，https://etherpad.openstack.org/p/openstack- helm-meeting-agenda
41. Thank You!! www.inwinstack.com 迎棧科技股份有限公司