KubeSphere
发布于:2021-11-24    本文总阅读量:

OpenELB 项目进入 CNCF Sandbox,让私有化环境对外暴露服务更简单

头图

11 月 10 日,云原生计算基金会 (CNCF) 宣布由青云科技 KubeSphere 团队开源的负载均衡器插件 OpenELB 正式进入 CNCF 沙箱(Sandbox)托管。

示意图

OpenELB 项目在此前命名为 PorterLB,是为物理机(Bare-metal)、边缘(Edge)和私有化环境设计的负载均衡器插件,可作为 Kubernetes、K3s、KubeSphere 的 LB 插件对集群外暴露 “LoadBalancer” 类型的服务,核心功能包括:

  • 基于 BGP 与 Layer 2 模式的负载均衡
  • 基于路由器 ECMP 的负载均衡
  • IP 地址池管理
  • 使用 CRD 进行 BGP 配置

架构

为什么发起 OpenELB

我们起初在 KubeSphere 社区做了一项针对广大社区用户安装部署 Kubernetes 所使用环境的调研,从 5000 多份 KubeSphere 用户调研数据中发现有近 36% 的用户选择在物理机安装部署 Kubernetes,占比高居第一位。并且还有大量客户是在离线的数据中心或边缘设备安装和使用 Kubernetes 或 K3s,导致用户在私有环境对外暴露 LoadBalancer 服务比较困难。

用户调研

我们知道,在 Kubernetes 集群中可以使用 “LoadBalancer” 类型的服务将后端工作负载暴露在外部。云厂商通常为 Kubernetes 提供云上的 LB 插件,但这需要将集群部署在特定 IaaS 平台上。然而,许多企业用户通常都将 Kubernetes 集群部署在裸机上,尤其是用于生产环境时。而且对于私有化环境特别是物理机或边缘集群,Kubernetes 并不提供 LoadBalancer 方案。

OpenELB 解决了在非公有云环境的 Kubernetes 集群下对外暴露 LoadBalancer 服务的问题,为私有化环境的用户提供了易用的 EIP 与 IP Pool 管理能力。

社区情况

目前 OpenELB 已具备生产可用的特性,已被本来生活、苏州电视台、视源股份、云智天下、Jollychic、QingCloud、百旺、Rocketbyte 等海内外多家企业采用。早在 2019 年底,本来生活就将 OpenELB 的早期版本用于其生产环境,可参考 OpenELB 如何帮助本来生活在 K8s 物理环境暴露集群服务 了解详情。OpenELB 项目目前有 13 位贡献者,100 多位社区成员。

采用企业

与 MetalLB 的对比

MetalLB 在近期也加入了 CNCF Sandbox,该项目在 2017 年底发起,经过 4 年的发展已经在社区被广泛采用。OpenELB 作为后起之秀,采用了更加 Kubernetes-native 的实现方式,虽然起步更晚但得益于社区的帮助,已经迭代了 8 个版本并支持了多种路由方式。很多用户关注 MetalLB 与 OpenELB 的差异性,以下简单介绍两者对比。

云原生架构

在 OpenELB 中,不管是地址管理,还是 BGP 配置管理,你都可以使用 CRD 来配置。对于习惯了 Kubectl 的用户而言, OpenELB 十分友好。对于想定制 OpenELB 的高级用户,也可以直接调用 Kubernetes API 来二次开发。在 MetalLB 中,需通过 ConfigMap 来配置, 感知它们的状态需要通过查看监控或者日志。

灵活的地址管理

OpenELB 通过 EIP CRD 管理地址,它定义子资源 Status 来存储地址分配状态,这样就不会存在分配地址时各副本发生冲突,编程时逻辑也会简单。

使用 gobgp 发布路由

不同于 MetalLB 自己实现 BGP 协议, OpenELB 采用标准的 gobgp 来发布路由,这样做的好处如下:

  • 开发成本低,且有 gobgp 社区支持
  • 可以利用 gobgp 丰富特性
  • 通过 BgpConf/BgpPeer CRD 动态配置 gobgp
  • gobgp 作为 lib 使用时, 社区提供了基于 protobuf 的 API, OpenELB 在实现 BgpConf/BgpPeer CRD 时也是参照该 API,并保持兼容。

同时,OpenELB 也提供 status 用于查看 BGP neighbor 配置,状态信息丰富。

架构简单,资源占用少

OpenELB 目前只用部署 Deployment 即可,通过多副本实现高可用,部分副本 Crash 之后并不会影响已建立的正常连接。

BGP 模式下, Deployment 不同副本都会与路由器建立连接用于发布等价路由,所以正常情况下我们部署两个副本即可。在 Layer 2 模式下,不同副本之间通过 Kubernetes 提供的 Leader Election 机制选举 Leader,进而应答 ARP/NDP。

OpenELB 安装与使用

目前 OpenELB 可支持部署在任意标准的 Kubernetes、K3s 以及其发型版,通过 Yaml 文件或 Helm Chart 一条命令完成部署。同时,在 KubeSphere 容器平台的应用商店和应用仓库也可以通过界面一键部署,可参考 OpenELB 文档 进行部署。

未来规划

得益于 CNCF 为项目提供了开源和中立的背书,OpenELB 也将真正变成一个由 100% 社区驱动的开源项目。接下来,OpenELB 将开发与实现如下功能,欢迎给社区提交需求与反馈:

  • 基于 Keepalived 实现 VIP 模式的高可用
  • 实现 kube-apiserver 的 LoadBalancer
  • 支持 BGP 策略与配置
  • 支持 VIP Group
  • 支持 IPv6
  • 提供独立的界面管理与配置 EIP 与 IP Pool
  • 集成至 KubeSphere Console;提供 Prometheus metrics

OpenELB 还将重点开展社区运营并推出一系列社区活动,希望借助更多开发者和用户的力量,解决用户在私有环境下的服务暴露与 IP 管理问题,为应用在 Kubernetes 上打开一扇大门,使服务对外暴露与管理变得更加轻松。

持续开源开放

KubeSphere 团队秉持 “Upstream first” 的原则,今年 7 月份先将 Fluentbit Operator 项目捐给 Fluent 社区成为 CNCF 子项目,此次又将 OpenELB 加入 CNCF Sandbox。未来 KubeSphere 团队将继续保持开源、开放的理念,持续作为 OpenELB 项目的参与方之一,推动国内和国际开源组织的生态建设,帮助 OpenELB 社区培育一个中立的开源社区与生态,与更多的容器平台及上下游生态伙伴进行深度合作,欢迎大家关注、使用 OpenELB 以及参与社区贡献。

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