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随着 Kubernetes 继续将自己确立为容器编排的行业标准,为你的应用和工具找到使用声明式模型的有效方法是成功的关键。在这篇文章中,我们将在 AWS 中建立一个 K3s Kubernetes 集群,然后使用 Argo CD 和 Vault 实现安全的 GitOps。你可以在以下两个链接中分别查看基础架构以及 Kubernetes umbrella 应用程序:
以下是我们将会使用到的组件:
AWS ——这是我们将在底层基础设施使用的云提供商。它将管理我们的虚拟机以及 Kubernetes 工作所需的网络,并允许 Ingress 从外界进入集群。
K3s ——由 Rancher 开发的轻量级 Kubernetes 发行版。它对许多 alpha 功能和云插件进行了清理,同时也使用关系型数据库(本例中是 RDS)代替 etcd 进行后端存储。
Rancher ——API 驱动的 UI,可以轻松管理你的 Kubernetes 集群
Vault ——Hashicorp 的密钥管理实现。我将使用 Banzai Cloud Vault 的 bank-vaults 实现,它可以通过使用 Admission Webhook 将密钥直接注入 pod 中。这大大减轻了你在 Git 仓库中存储密钥的需求。
Argo CD ——这是一个 GitOps 工具,可以让你在 Git 中维护 Kubernetes 资源的状态。Argo CD 会自动将你的 Kubernetes 资源与 Git 仓库中的资源进行同步,同时也确保集群内对 manifest 的手动更改会自动还原。这保证了你的声明式部署模式。
Cert Manager 或 LetsEncrypt ——提供了一种为 Kubernetes Ingress 自动生成和更新证书的方法。
让我们先从 AWS 基础架构开始。
前期准备
你需要在你的系统中安装以下 CLI:
Terraform
Kubectl
AWS
同时,你还需要 AWS 管理员访问权限以及一个访问密钥。如果你没有,你可以使用信用卡创建一个账户。
最后,你需要一个可以管理/更新的托管域名,以指向你的基于 Kubernetes 弹性负载均衡器(ELB)。如果你还没有,建议你在 NameCheap 上开一个账户,然后购买一个.dev 域名。它价格便宜,而且效果很好。
AWS 基础架构
对于我们的 AWS 基础架构,我们将使用 Terraform 与 S3 支持来持久化状态。这为我们提供了一种方法来声明性地定义我们的基础架构,并在我们需要的时候反复进行更改。在基础设施仓库中,你会看到一个 k3s/example.tfvars 文件。我们需要根据我们特定的环境/使用情况更新这个文件,设置以下值:
db_username — 将应用于Kubernetes后端存储的RDS实例的管理员用户名
db_password — RDS用户的管理员密码。这通常应该在你的terraform apply命令内联过程中传递此参数,但为了简单起见,我们将在文件中设置它。
public_ssh_key — 你的公共SSH密钥,当你需要SSH到Kubernetes EC2s时,你将使用它。
keypair_name — 要应用于你的publicsshkey的密钥对名称。
key_s3_bucket_name — 生成的bucket将在集群成功创建时存储你的kubeconfig文件。
如果你想修改集群大小或设置特定的 CIDRs(无类域间路由),可以设置下面的一些可选字段,但默认情况下,你会得到一个 6 节点(3 个服务器,3 个代理)的 K3s 集群。
同时,你将需要创建 S3 bucket 来存储你的 Terraform 状态并且在 k3s/backends/s3.tfvars 和 k3s/main.tf 文件中更改 bucket 字段来与其匹配。
一旦我们更新了所有的字段,并创建了 S3 状态 bucket,我们就开始应用 Terraform 吧。首先,确保你在 AWS 账户中有一个管理 IAM 用户并且你已经在系统上正确设置了环境变量或 AWS 凭证文件,以便能够与 AWS API 对接,然后运行以下命令:
一旦你执行以上命令,Terraform 会在 apply 成功后输出预期的 AWS 状态。如果一切看起来都符合预期,请输入 yes。这时候由于 RDS 集群的原因,需要 5—10 分钟的时间来配置 AWS 资源。
验证你的 Kubernetes 集群
Terraform 成功应用之后(再多等几分钟的时间确保 K3s 已经部署完毕),你需要使用以下命令从 S3 bucket 中抓取 kubeconfig 文件(替换你在 example.tfvars 中输入的 bucket 名称):
这应该成功完成,让你现在能够与你的集群通信。让我们检查一下我们的节点状态,在继续之前,确保它们都处于就绪状态。
我们也来看看 Argo CD 的状态,它是通过 manifest 自动部署的:
现在我们可以继续为我们的 ingress 和证书自动化配置通配符 DNS。
DNS 配置
对于 DNS,我通过 Namecheap 获得 atoy.dev 域名,但你可以使用任何你喜欢的 DNS 供应商。我们需要做的是创建一个通配符 CNAME 条目,以将所有请求路由到 AWS ELB,它正在管理应用程序的 ingress。
首先,通过访问你的 AWS 控制台获取你的弹性负载均衡器主机名称——导航到 EC2 部分并在左边菜单栏上点击 Load Balancers。然后你应该看到一个使用随机字符创建的新 LoadBalancer。如果你检查 tag,它应该引用你的新 Kubernetes 集群。
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你需要从该条目复制 DNS 名称。为我的域名访问 NamecCheap 高级 DNS 页面,并输入 *.demo.atoy.dev\**的 CNAME 条目。**指向你从 AWS 复制的域名。你可以根据你的提供商/域名调整这个名称:
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要验证它是否有效,你可以安装/使用 nslookup 来确保它解析到正确的主机名:
现在到 Umbrella 应用程序。
Argo CD 和 Umbrella 应用程序
我们已经知道 Argo CD 已经部署好了,但现在我们要使用 Argo CD 的 App-of-Apps 部署模型来部署我们的其余工具套件。由于我们使用的是 GitOps,你需要将 k8s-tools-app 仓库 fork 到你自己的 Github 账户上,然后我们需要做一些修改来匹配你各自的环境。
你需要为https://github.com/atoy3731/k8s-tools-app.git 进行全局查找/替换,并将其更改到之前fork的新存储库git URL。这使你可以管理自己的环境,让Argo CD可以从那里拉取。另外,需要确保你的Git仓库是公开的,以便Argo CD可以访问它。
在resources/tools/resources/other-resources.yaml中,更改argoHostand issuerEmail,使其与你的域名和邮箱相匹配。
在resources/tools/resources/rancher.yaml中,更改主机名称和邮件以匹配各自的域名和email。
在resources/apps/resources/hello-world.yaml中,将两个引用app.demo.aptoy.dev改为与你的域名一致。
一旦你做了这些更新,继续提交/推送你的更改到你的 forked Github 仓库。现在你已经准备好应用 umbrella 应用程序了。在本地克隆的仓库中执行以下操作:
现在,Argo CD 将开始配置所有其他工具,这些工具是仓库为你的集群定义的。你可以通过执行以下操作来获得已部署的应用程序的列表:
你将不得不等待 5 分钟左右的时间,让一切都准备好,让 LetsEncrypt 生成暂存证书。一旦事情按预期运行,你应该看到两个生成的 Ingress 条目,你可以通过浏览器访问:
现在你可以通过 https://rancher.YOUR-DOMAIN 浏览 Rancher,通过 https://argo.YOUR-DOMAIN 浏览 Argo CD。
NOTE 1: 为了避免 LetsEncrypt 的任何速率限制,我们使用的是无效的暂存证书。这有一个好处是当你在你的浏览器访问 Argo、Rancher 或你的 hello world 应用程序,它会给你一个 SSL 异常。使用 Chrome 浏览器,在你的异常页面加载时输入 thisisunsafe,它会让你绕过它。你也可以了解更新 Cert-manager 的 ClusterIssuer,以使用生产级的可信证书。
NOTE 2: K3s 预装了一个 Traefik 作为 ingress controller,出于简单起见,我们直接使用它。
NOTE 3: 首次登录 Rancher 后,你需要生成一个密码,并接受用于访问 Rancher 的 URI。URI 应该是预先加载在表单中的,所以您可以直接点击 "Okay"。
NOTE 4: 要登录 Argo CD,它使用 admin 作为用户名,使用 argocd-server pod 名作为密码。你可以通过下面的操作来获得这个服务器的 pod 名(本例中是 argocd-server-5bf58444b4-mpvht)。
现在你应该能够访问 Argo CD UI,登录并查看,如下所示:
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既然我们的工具已经部署完成,让我们在 Vault 中存储密钥,以便 hello world 应用程序提取。
在 Vault 中创建密钥
为了让事情变得简单,在你的工具库中有一个帮助脚本。运行以下命令来获取 Vault 管理员令牌和端口转发命令:
运行输出的命令,然后导航到 https://localhost:8200。输入上面的 root token 进行登录。
当你登录时,你应该在一个 密钥引擎 页面。点击 Secret/条目,然后点击右上方的 创建密钥 。我们将创建一个 demo 密钥,所以添加以下内容并点击 保存 :
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现在我们已经为 hello world 应用程序准备好密钥了。
部署 Hello World 应用程序
现在,回到我们的父版本,让我们运行下面的代码来部署 hello world 应用程序:
创建完成后,回到 Argo CD UI,你先应该看到两个新应用程序, umbrella-apps 和 demo-app 。单击 demo-app,然后等待所有资源正常运行:
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一旦状态都是 healthy 之后,你应该能够通过访问https://app.YOUR-DOMAIN 导航到你的应用程序。
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让我们也来验证一下我们的 Vault 密钥是否被注入到我们的应用程序 pod 中。在 Argo CD UI 的 demo-app 中,点击应用程序的一个 Pod,然后点击顶部的 日志 标签。左边应该有两个容器,选择 test-deployment 容器。在日志的顶部,你应该看到你的密钥在两行等号之间:
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测试 GitOps
现在我们来测试一下 Argo CD,确保当我们在仓库中做一些更改时它能够自动同步。
在你的工具库中,找到 resources/apps/resources/hello-world.yaml 文件,将 replicaCount 的值从 5 改到 10。提交并推送你的更改到主分支,然后在 Argo CD UI 中导航回 demo-app 。当 Argo CD 达到它的刷新间隔时,它会自动开始部署其他 5 个应用程序副本(如果你不想等待,可以点击你的\\ umbrella-apps \\Argo 应用程序\\中的刷新按钮):
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清除
如果你准备拆掉你的集群,你需要先进入 AWS 控制台、EC2 服务,然后点击 Load Balancers。你会看到 Kubernetes 云提供商创建了一个 ELB,但不是由 Terraform 管理的,你需要清理它。你还需要删除该 ELB 正在使用的安全组。
清理了 ELB 之后,运行以下命令并在出现提示时输入 yes :
下一步是什么?
我们已经有一个很好的工具集来使用 GitOps 部署应用程序。那么下一步是什么?如果你愿意接受挑战,可以尝试在 hello world 应用旁边部署自己的应用,甚至尝试通过在应用 manifest 仓库中更新镜像标签来实现 CI/CD。这样一来,当构建新的应用镜像时,新的标签就会在 manifest 仓库中自动更新,Argo CD 就会部署新版本。
本文转载自公众号 RancherLabs(ID:RancherLabs)。
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