混合云环境中扩展Kubernetes的挑战及方案_文化 & 方法_Rancher

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引言

假设您的业务是在线的：您拥有自己的数据中心，拥有用于运行您网站的私有云。您需要部署许多服务器来运行应用程序并存储其数据。

也许大多数时候，您的网站的整体流量非常稳定。但也许也有时候，网站的流量会面临突然的增长，这时您该如何应对？

首先，您需要能够扩展应用程序，以应对流量增加。若您不想在每年只使用几次的新硬件上额外花钱，您可以考虑转向混合云模式。

从私有云转向混合云，可以大大节省时间和成本。将应用程序（部分）扩展到公有云后，您就只需在使用它们时、仅为您所使用的资源付费。

但是，您该如何选择公有云？您可以选择多个公有云吗？

简短来说，回答是肯定的，您很有可能需要选择多个公有云提供商。您也许有不同的团队，需要处理不同的应用程序，有不同的要求，因此一个云提供商可能无法满足您的所有需求。此外，许多组织需要遵守某些法律、法规和政策，这些法律、法规和政策要求他们的数据必须实际驻留在某些特定地点。使用多个公有云的策略可以帮助组织满足这些严格的、多样化的要求。他们还可以从多个数据中心区域或可用区域中进行选择，以尽可能接近最终用户，从而为他们提供最佳性能和最小延迟。

跨云扩展的挑战

你已经决定使用云了，所以让我们回过头来思考一下最初的问题。您的应用程序具有针对您的应用程序的微服务部署架构，这一架构上运行着需要扩展的容器。而这，就是 Kubernetes 发挥作用的地方。Kubernetes 这一解决方案，可帮助您管理和编排节点集群中的容器化应用程序。虽然 Kubernetes 将帮助您管理和扩展部署、节点和集群，但它无法帮助您轻松地跨云提供商管理和扩展它们。这一点我们会在稍后详细介绍。

Kubernetes 集群是一组机器（物理/虚拟），Kubernetes 为集群提供资源以运行应用程序。首先，您需要了解的基本 Kubernetes 概念是：

Pod 是控制一个或多个容器的单元，它会作为一个应用程序来被调度。通常，您应该为每个应用程序创建一个 Pod，以便您可以单独扩展和控制它们。
节点组件 是 Kubernetes 中的 worker machine。节点可以是虚拟机（VM）或物理机，具体取决于集群。每个节点都包含运行 pod 所需的服务，并由主组件管理。
主组件 管理着 Pod 的生命周期。如果 Pod 死亡，Controller 会创建一个新的 Pod；如果你对 Pod 进行扩容或缩容，那么 Controller 会创建/销毁你的 Pod。有关 Controller 类型的更多信息，可以参阅此处：
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/

这三个组件的作用是扩展和调度容器。主组件指示调度和扩容的命令，然后节点相应地根据命令来编排 pod。

上述只是 Kubernetes 非常基础的概念，这篇《零基础入门│带你理解Kubernetes》可以带你更详细地理解 Kubernetes。

尝试使用 Kubernetes 解决跨云扩展的问题时，会遇到一些关键挑战：

难以管理多个云、多个集群，设置用户，设置策略
安装和配置的复杂性
不同环境的用户或团队会有不同体验

Rancher 可以帮助您解决上述难题。Rancher 是一个开源的容器管理平台，用于在生产中运行 Kubernetes。Rancher 的下述功能可以帮助我们管理和扩展我们的应用程序，无论计算资源是在本地托管还是在多个云上托管：

跨多个集群和云的通用基础架构管理
简单易用的 Kubernetes 配置和部署界面
一键轻松扩展 Pod 和集群
访问控制和用户管理（ldap，AD）
工作负载、RBAC、政策和项目管理

在多云、甚至有可能是多个任何可以运行 Kubernetes 的基础架构上，Rancher 都可以成为您的多个 Kubernetes 集群的单一控制点。

下面让我们看看我们如何管理两个不同区域的多个 Kubernetes 集群。

启动 Rancher 2.0 实例

首先，启动 Rancher 2.0 实例。具体方法可以参照这个快速上手指南：https://rancher.com/quick-start/

上手 Rancher 和 Kubernetes

让我们在两个不同的地区的 GCP 中创建两个托管的 Kubernetes 集群。为此，您需要一个服务帐户密钥。

在 Global 选项卡中，我们可以看到所有可用的集群及其状态。从 Provisioning 状态开始，集群准备好后，状态会变成 Active。

现在我们已经从 Kubernetes 集群中为每个节点部署了许多 pod。这些 pod 将由 Kubernetes 和 Rancher 的内部系统使用。

下面继续为两个集群部署工作负载。按顺序选择默认项目; 这将打开 Workloads 选项卡。单击 Deploy，将第一个集群的名称及 Docker 镜像设置为 httpd，第二个集群的设置为 nginx，因为我们希望将我们的 Web 服务器暴露给 Port 映射区域。选择一个四层负载均衡中的 Internet 流量。