解读OpenShift的逻辑架构和技术架构

导读：OpenShift的架构设计主要是针对企业需求进行高可用架构设计，包括计算、网络、存储等。接下来我们针对这些问题逐一展开介绍。

作者：魏新宇 郭跃军

来源：大数据DT（ID：hzdashuju）

01 OpenShift的逻辑架构

OpenShift的逻辑架构图如图2-6所示。

▲图2-6 OpenShift逻辑架构

图2-6中的关键组件介绍如下。

• 底层基础设施：OpenShift可以运行在公有云（AWS、Azure、Google等）、私有云（OpenStack）、虚拟机（vSphere、RHV、红帽KVM）、X86、IBM Power/Z服务器上。
• 控制平面（Control Plane）：负责整个集群的调度和管理，如认证授权、容器调度、应用管理、服务注册发现等。控制节点需要运行在CoreOS系统上。
• 计算节点（Worker）：提供在OpenShift上运行容器应用所需的计算资源，如Tomcat、MongoDB等。可以选择根据运行的容器类型将节点进一步细分为Infra节点和App节点，Infra节点上运行集群的附加组件（如路由器、日志、监控等），App节点上运行真实的业务应用容器。计算节点可以运行在CoreOS或RHEL上。
• Kubernetes层：OpenShift会集成次新版本的Kubernetes，通过Kubernetes实现核心功能。
• 应用生命周期管理层：OpenShift通过Jenkins或Teckton实现应用的CI/CD。
• Service Catalog层：提供多种预安装的应用服务，如Redis、OpenJDK等，实现基础服务的快速创建和管理，实现自服务。
• 容器层：OpenShift上可以运行多种编程语言运行时、数据库和其他软件包的认证容器镜像。

02 OpenShift的技术架构

了解OpenShift的逻辑架构之后，接下来讲解在OpenShift中使用了哪些关键性技术。OpenShift的技术架构如图2-7所示。

▲图2-7 OpenShift的技术架构

按照层级，我们自下往上进行介绍。

• OpenShift的基础操作系统是Red Hat CoreOS。Red Hat CoreOS是一个精简的RHEL发行版，专用于容器执行的操作系统。
• CRI-O是Kubernetes CRI（容器运行时接口）的实现，以支持使用OCI（Open Container Initiative）兼容的运行时。CRI-O可以使用满足CRI的任何容器运行时，如runC、libpod或rkt。
• Kubernetes是容器调度编排和管理平台，关于它的具体功能我们不再赘述。
• Etcd是一个分布式键值存储，Kubernetes使用它来存储有关Kubernetes集群元数据和其他资源的配置及状态信息。
• 自定义资源定义（CRD）是Kubernetes提供的用于扩展资源类型的接口，自定义对象同样存储在Etcd中并由Kubernete管理。
• 容器化服务（Containerized Service）实现了PaaS功能组件以容器方式在OpenShift上运行。
• 应用程序运行时和xPaaS（Runtime and xPaaS）是可供开发人员使用的基本容器镜像，每个镜像都预先配置了特定的运行时语言或数据库。xPaaS产品是红帽中间件产品（如JBoss EAP和ActiveMQ）的一组基础镜像。OpenShift应用程序运行时（RHOAR）是在OpenShift中运行云原生应用的程序运行时，包含Red Hat JBoss EAP、OpenJDK、Thorntail、Eclipse Vert.x、Spring Boot和Node.js。
• DevOps工具和用户体验：OpenShift提供用于管理用户应用程序和OpenShift服务的Web UI和CLI管理工具。OpenShift Web UI和CLI工具是使用REST API构建的，可以与IDE和CI平台等外部工具集成使用。

我们已经从技术架构图中了解到技术组件的概貌，限于篇幅，OpenShift中一些关键技术的细节的深入介绍，可阅读《OpenShift在企业中的实践》一书第2.2.2节。

关于作者：魏新宇，红帽副首席解决方案架构师。在IaaS、PaaS方面有丰富的经验，致力于开源解决方案在企业中的推广和应用。从售前角度主导了红帽在金融、汽车行业的多个PaaS项目。曾就职于华为、IBM、VMware。郭跃军，目前就职于VMware，担任Solutions Engineer。曾于红帽担任PaaS咨询顾问、AWS顾问服务团队担任云架构咨询顾问，熟悉私有云和公有云生态。从2015年接触容器技术开始，一直奋战在PaaS建设一线，参与了很多OpenShift项目的竞标、PoC、咨询和落地实施，帮助很多企业实现了数字化转型。
本文摘编自《OpenShift在企业中的实践：PaaS DevOps 微服务》（第2版），经出版方授权发布。
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推荐语：本书以红帽OpenShift v4为核心编写，从客户的数字化转型入手，介绍如何通过OpenShift构建PaaS平台、实现DevOps、云原生、微服务。

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