多集群Kubernetes管理解决方案

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随着越来越多的组织将其基础架构迁移到Kubernetes，问题不再仅仅是“如何在单个Kubernetes集群上管理所有应用程序?”现在，越来越多的集群管理员正在努力解决组织中如何管理多集群的问题。虽然Kubernetes在单个集群中支持名称空间用于软隔离，在虚拟集群中用于硬多租户，但有时可能需要运行多个集群。

运行多个群集的最常见原因包括：

• 严格隔离：这可能是由合规性(例如，将生产/质量保证/登台集群与生产隔离)或客户需求(例如，根据客户要求运行专用服务)驱动的
• 多区域：出于可用性，故障转移，延迟或位置(例如，数据保护法)的原因，应用程序可能需要在多个区域中运行
• 多云：类似地，应用程序可能需要在多个云上运行以实现可用性/灾难恢复协议或避免供应商锁定
• 可扩展性：在极少数情况下，该服务可能会超出可扩展性的Kubernetes限制(例如，GKE集群中的15万个Pod)

在一定程度上，可以通过良好的CI / CD管道来管理多个集群。例如，在带有CircleCI和ArgoCD的Kubernetes CI / CD中，我引入了利用应用程序模式的应用程序来引导单个集群的方法。可以将其扩展到部署到不同集群的管道，以简化工作流程。

但是，真正的多集群管理解决方案需要的不仅仅是应用程序部署。有安全注意事项(例如RBAC，多群集日志记录)，配置/秘密管理以及不同Kubernetes群集之间的功能奇偶校验。在本文中，我们将介绍一些流行的托管解决方案以及用于管理多个Kubernetes集群的开源项目。

Rancher

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> Image Credit: Rancher

在Google宣布Anthos和AWS推出EKS Anywhere之前，Rancher与OpenShift和Cloud Foundry一起是少数支持企业应用的选项之一，以支持在混合和多云基础架构上运行Kubernetes。Rancher提供了一个控制平面来创建或添加现有的Kubernetes集群。

自Rancher v2.2.0起已支持多集群应用程序，并且从Rancher v2.5开始，一个名为Fleet(基于GitOps原理的多集群应用程序部署)的较新项目现已可用。跨多个群集分布的应用程序还可以从Rancher的全局DNS中受益，从而无需使用Cloudflare等外部解决方案即可跨应用程序配置负载平衡。

> Image Credit: Rancher

Rancher Lab的所有项目(包括Rancher，RKE，Longhorn和K3s)都是开源的，但是如果您需要SaaS解决方案，它们还提供托管版本。

谷歌Anthos

托马斯·库里安(Thomas Kurian)接管Google Cloud时，他继承了Oracle的多云战略构想，我在“为什么BigQuery Omni是一件大事”中作了详细介绍。Google Anthos是一个基于Kubernetes的开放平台，可以将GKE扩展到混合和多云环境，非常适合此策略。谷歌是Kubernetes的领导者，这已经不是什么秘密了。对于希望采用Kubernetes的现有GKE用户和新组织来说，Anthos是一个诱人的选择。

> Image Credit: Google Cloud

Anthos将群集组织成可以对群集和资源(例如工作负载标识，名称空间，服务)进行逻辑管理的逻辑分组。Anthos的另一个强大功能是Anthos Config Management，它由以下组件组成：

• Config Sync：遵循GitOps模型，以跨多个集群(例如，名称空间，集群角色，安全策略)持续同步配置
• 策略控制器：基于Open Policy Agent Gatekeeper项目来实施策略(例如，不合规的API请求)
• 二进制授权：要求集群中运行的映像由受信任的机构签名
• 层次控制器：基于“层次命名空间控制器”项目，创建共享公共父命名空间以进行继承或控制的命名空间

Microsoft Azure Arc

> Image Credit: C# Corner

对于Microsoft Azure用户，Azure Arc提供了与Google Anthos类似的功能。Azure Lighthouse用于控制所有Kubernetes群集之间的RBAC，以及Azure策略用于实时实施和评估策略违规。Azure Arc还本地支持某些Azure数据服务，例如Azure SQL托管实例和Azure PostgresSQL Hyperscale。

Volterra

几周前，F5宣布了对Volterra的收购，Volterra是一家多/混合云管理初创公司，于2019年成立，由Khosla Ventures，Mayfield，M12(Microsoft)和Samsung Ventures投资。在“分布式Kubernetes PaaS的控制平面”中，Volterra首席执行官Ankur Singla描述了创建Volterra的动机：

• 没有强大的Kubernetes发行版或PaaS(例如OpenShift，Cloud Foundry)为分布式集群提供一套全面的安全和运营服务，例如RBAC /用户管理，机密/密钥管理和多集群服务网格。
• Anthos，Azure Arc和Rancher专注于将多种服务打包和部署到分布式群集，而较少关注于运营和多租户需求。

自2019年以来，其他竞争对手已经添加了一些功能来解决这些问题，但是当时Volterra的SaaS产品套件提供了独特的解决方案，可以跨多个云和边缘平台部署，连接，保护和运行应用程序：

• VoltConsole：用于集中管理在VoltMesh和VoltStack上运行的应用程序的门户
• VoltStack：分布式Kubernetes平台，用于部署，保护和运行跨云和边缘运行的应用程序
• VoltMesh：高性能网络层，用于连接运行在不同云和边缘上的应用程序
• Volterra全球网络：应用程序到应用程序网络可提供出色的性能 > Image Credit: Volterra Blog

其他解决方案

• Rafay托管Kubernetes平台：Rafay提供的解决方案(著名客户：Verizon)
• VMWare Tanzu Mission Control：VMWare的中央管理解决方案
• IBM Cloud Pak：IBM的多集群管理解决方案
• 金钟：提供开源或云托管/企业版
• Gopaddle：以应用程序为中心的平台到集中式集群管理支持

开源项目

• kubefed：alpha中的官方Kubernetes SIG项目
• 园丁：在SAP的大力支持下的多云/集群项目
• KQueen：Mirantis的旧项目似乎不再维护