GKE On-Prem 概览

GKE On-Prem 是一款混合云软件，可将 Google Kubernetes Engine (GKE) 引入本地数据中心。借助 GKE On-Prem，您可以在本地环境中创建、管理和升级 Kubernetes 集群，并将这些集群连接到 Google Cloud Console。

了解 Kubernetes

GKE On-Prem 和 GKE 构建在 Kubernetes 之上，Kubernetes 是一个用于管理容器化应用的可扩展开源平台。Kubernetes 对集群进行编排，集群是运行容器化应用的机器（也称为“节点”）集。

获取 GKE On-Prem

GKE On-Prem 是 Anthos 的核心组件之一。

安装 GKE On-Prem 前的准备工作

您将 GKE On-Prem 安装到在本地环境中的硬件上运行的 VMware vSphere 6.5 集群。对于第 4 层负载平衡，您可以选择使用F5 BIG-IP（GKE On-Prem 的集成负载平衡器），也可以配置其他 L4 负载平衡器。

准备工作包括设置 Google Cloud 项目和下载必要的命令行界面 (CLI) 工具，包括 Terraform 版本 11。还包括使用 Terraform 在 vSphere 中创建管理员工作站虚拟机。

关于管理员工作站

管理员工作站是 vSphere 虚拟机，集群管理员通过此虚拟机安装 GKE On-Prem 并与其进行交互。

如果您是集群管理员，则可以使用 Terraform 在 vSphere 中创建管理员工作站。如需创建管理员工作站，请下载以下三个文件：

  • 打开虚拟设备 (OVA) 文件。这是一个受版本控制的虚拟机映像，它为 Terraform 提供“虚拟机模板”。
  • Terraform 配置文件 (TF)。
  • Terraform 配置变量文件 (TFVARS)。

管理员工作站包括：

  • 一个软件包文件。
  • CLI 工具，用来与 GKE On-Prem、vSphere 和 Google Cloud 进行交互。

关于软件包

GKE On-Prem 的软件包是一个受版本控制的 TGZ 归档文件，其中包含创建和升级 GKE On-Prem 集群所需的全部组件。

软件包有两种类型：

完整软件包

管理员工作站提供完整软件包 gke-onprem-vsphere-[VERSION]-full.tgz。您可以在 /var/lib/gke/bundles 找到它。首次安装 GKE On-Prem 时使用完整软件包。它是一个含有以下各项的大型文件：

  • 一个 TAR 文件，其中包含部署到集群的所有集群组件的容器映像。
  • 这些集群组件的 YAML 文件。
  • GKE On-Prem 的节点映像。
升级软件包

升级软件包 gke-onprem-vsphere-[VERSION].tgz 用于升级集群。您也可以在下载中找到它。它只包含在安装过程中安装的集群组件的 YAML 文件。

如何安装 GKE On-Prem

以下是安装期间所执行步骤的简要说明：

  1. 通过 SSH 连接到管理员工作站。
  2. 运行 gkectl create-config 以生成 GKE On-Prem 配置文件。配置文件会声明 GKE On-Prem 的安装规范。您可以根据需要进行修改。
  3. 运行 gkectl check-config 以验证修改后的配置文件是否可用于安装。
  4. 运行 gkectl prepare 以将 GKE On-Prem 的操作系统映像迁移到 vSphere，并将其标记为虚拟机模板。如果您配置了私有 Docker 注册表，此命令也会将 GKE On-Prem 的容器映像推送到注册表。
  5. 您将运行 gkectl create clusters --config，传入配置文件，以声明方式安装 GKE On-Prem。

成功安装后，您应该会在 vSphere 中拥有以下各项：

架构

描述 GKE On-Prem 架构的图表图：具有一个用户控制层面的 GKE On-Prem 架构。

在 GKE On-Prem 中，有管理员集群和用户集群。

管理员集群

管理员集群是 GKE On-Prem 的基础层。它运行以下 GKE On-Prem 组件：

  • 管理员控制层面：管理员控制层面处理 GKE On-Prem 与所有 gkectl 和 Kubernetes API 之间的调用，以及对 vSphere API 的所有调用。
  • 用户控制层面：用户集群的控制层面。将 API 请求路由到集群的节点。每个集群创建都有自己的控制层面，该平面在管理员集群中运行。
  • 插件虚拟机：运行管理员集群插件（如 Grafana、Prometheus、Istio 组件和 Stackdriver）的虚拟机。

请注意，用户控制层面由管理员集群管理。它们在管理员集群中的节点上运行，而不是在用户集群中运行。如需管理用户控制层面，管理员集群需要：

  • 管理运行用户集群控制层面的机器。
  • 创建、更新和删除控制层面组件。
  • 将 Kubernetes API 服务器公开给用户集群。
  • 管理集群证书。

用户集群

用户集群是您部署和运行容器化工作负载和服务的地方。

CLI 工具

安装 GKE On-Prem 时，您可以将以下 CLI 工具下载到本地工作站或笔记本电脑：

  • govc
  • terraform
  • gkectl
  • kubectl（包含在 Google Cloud CLI 中）
  • gcloud（包含在 gcloud CLI 中）

govc

govc 是 vSphere 的 CLI。您可以在创建管理员工作站时使用 govc。

terraform

terraform 是 HashiCorp Terraform 的 CLI。您可以使用 terraform 创建管理员工作站。

gkectl

gkectl 是 GKE On-Prem 的主要 CLI。您可以使用 gkectl 来处理许多集群管理任务，包括：

  • 创建和管理集群。
  • 诊断和排查问题。
  • 捕获和导出集群日志。

kubectl

kubectl 是 Kubernetes 的 CLI。您可以使用 kubectl 与 Kubernetes 进行交互并执行以下任务：

  • 部署、管理和删除集群中运行的容器化工作负载。
  • 管理、修改和删除 Kubernetes 资源。

gcloud

Google Cloud CLI 是 Google Cloud 的 CLI。您可以将 gcloud CLI 用于多种用途，包括：

  • 针对 Google Cloud 项目进行身份验证。
  • 创建服务帐号及其私钥。
  • 将 Identity and Access Management 角色绑定到帐号。

向 Google Cloud 控制台注册集群

当您创建 GKE On-Prem 用户集群时，可以选择启用 Connect，以自动向 Google Cloud 控制台注册这些集群。通过 Connect，您可以在同一 Google Cloud 界面中查看和登录本地和云端 Kubernetes 集群。

如果启用 Connect，则会在每个用户集群中创建一个 Connect Agent。Connect Agent 是一个 Deployment，用于建立从本地集群到 Google Cloud 的长期加密连接。

Connect Agent 的容器映像是从位于 gcr.io 的 Container Registry 代码库中拉取。如果您的用户集群未连接到或无法连接到 gcr.io，您需要使用私有 Docker 存储库将其连接到 Google Cloud 控制台。

版本控制

如需详细了解版本控制的工作原理，请参阅版本。

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