Clusternet：一款开源的跨云多集群云原生管控利器！
徐迪，Clusternet 项目发起人，腾讯云容器技术专家。
摘要
Clusternet (Cluster Internet)是一个兼具多集群管理和跨集群应用编排的开源云原生管控平台，解决了跨云、跨地域、跨可用区的集群管理问题。在项目规划阶段，就是面向未来混合云、分布式云和边缘计算等场景来设计的，支持海量集群的接入和管理、应用分发、流量治理（开发中）等。
如何注册一个集群
Clusternet 在设计的时候，完全采用 add-on 的架构，支持一键部署和安装。各个模块的更多安装方式，详见官方文档[1]。
在注册一个集群的时候，也非常简单，通过安装 clusternet-agent 的 Helm Chart，即可完成一个集群的注册，见如下命令。
helm repo add clusternet https://clusternet.github.io/charts
helm install clusternet-agent -n clusternet-system --create-namespace \
--set parentURL=PLEASE-CHANGE-ME \
--set registrationToken=PLEASE-CHANGE-ME \
clusternet/clusternet-agent
这里需要将 PLEASE-CHANGE-ME 替换为对应集群的合理配置。
parentURL 是管控集群的 apiserver 地址。 registrationToken 是一个可以访问该管控集群的 token，可以是 bootstrap token[2]，也可以是 ServiceAccount token[3]。
这些 token 的主要作用只是用于注册集群，因此权限可以设置的很低，如下是默认的权限设置。
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
name: clusternet:system:bootstrapping
rules:
- apiGroups:
- "clusters.clusternet.io"
resources:
- clusterregistrationrequests
verbs:
- get
- create
所有 Group 为 system:bootstrappers:clusternet:register-cluster-token 的 bootstrap token 都自动拥有注册集群的权限。创建该 bootstrap token 的例子，可以参考如下例子。
$ # 如下命令会创建一个 bootstrap token "07401b.f395accd246ae52d"
$ # 这里你可以更改 yaml 文件，创建出你设定的值
$ kubectl apply -f manifests/samples/cluster_bootstrap_token.yaml
如果使用 ServiceAccount token 来进行注册，像 k3s[4] 就不支持使用 bootstrap token ，可以参考如下的例子创建 ServiceAccount Token 用于注册集群。
$ # 你可以更改如下的 yaml 文件，再进行 apply 操作
$ # 如下命令可以创建一个 ServiceAccount token
$ kubectl apply -f manifests/samples/cluster_serviceaccount_token.yaml
$ # 通过如下的命令，即可拿到对应的 ServiceAccount token
$ kubectl get secret -n clusternet-system -o=jsonpath='{.items[?(@.metadata.annotations.kubernetes\.io/service-account\.name=="cluster-bootstrap-use")].data.token}' | base64 --decode; echo
当 clusternet-agent 安装好了以后，会自动将本集群注册到上述通过 parentURL 指定的管控集群中，用对象 ClusterRegistrationRequest 来标识。每个集群都有一个独一无二的 Cluster ID，用于标识该集群。clusternet-agent 重启或者重建，并不会更改当前注册集群的 ID。
然后可以通过如下命令，查看当前已经注册的集群。
$ # clsrr is an alias for ClusterRegistrationRequest
$ kubectl get clsrr
NAME CLUSTER ID STATUS AGE
clusternet-dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118 dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118 Approved 3d6h
$ kubectl get clsrr clusternet-dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118 -o yaml
apiVersion: clusters.clusternet.io/v1beta1
kind: ClusterRegistrationRequest
metadata:
labels:
clusters.clusternet.io/cluster-id: dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118
clusters.clusternet.io/cluster-name: clusternet-cluster-dzqkw
clusters.clusternet.io/registered-by: clusternet-agent
name: clusternet-dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118
spec:
clusterId: dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118
clusterName: clusternet-cluster-dzqkw
clusterType: EdgeCluster
status:
caCertificate: REDACTED
dedicatedNamespace: clusternet-dhxfs
managedClusterName: clusternet-cluster-dzqkw
result: Approved
token: REDACTED
一旦 status.result 变为 Approved，就代表该集群已经注册成功。这个时候 clusternet-hub 会为该集群创建一个专属的 namespace，比如上述例子中就分配了一个名为 clusternet-dhxfs 的命名空间，并有一个名为 clusternet-cluster-dzqkw ManagedCluster 的对象与该集群进行关联，所有该集群的状态都会汇报到该对象中。
apiVersion: clusters.clusternet.io/v1beta1
kind: ManagedCluster
metadata:
creationTimestamp: "2022-01-20T09:20:30Z"
generation: 1
labels:
clusternet.io/created-by: clusternet-agent
clusters.clusternet.io/cluster-id: dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118
clusters.clusternet.io/cluster-name: cls-bx2ro4ak
name: clusternet-cluster-dzqkw
namespace: clusternet-dhxfs
resourceVersion: "545410287"
selfLink: /apis/clusters.clusternet.io/v1beta1/namespaces/clusternet-dhxfs/managedclusters/clusternet-cluster-dzqkw
uid: 1e6a1003-8309-40c5-8969-c15cdf274a5a
spec:
clusterId: dc91021d-2361-4f6d-a404-7c33b9e01118
clusterType: EdgeCluster
syncMode: Dual
status:
allocatable:
cpu: 2820m
memory: 8657308Ki
apiserverURL: https://10.8.0.1:443
appPusher: true
capacity:
cpu: "6"
memory: 12094876Ki
conditions:
- lastTransitionTime: "2022-01-21T03:33:59Z"
message: managed cluster is ready.
reason: ManagedClusterReady
status: "True"
type: Ready
healthz: true
heartbeatFrequencySeconds: 180
k8sVersion: v1.21.5
lastObservedTime: "2022-01-21T03:33:59Z"
livez: true
nodeStatistics:
readyNodes: 3
platform: linux/amd64
readyz: true
serviceCIDR: 10.4.0.0/14
useSocket: true
集群注册上来后，就可以对集群进行管理和应用分发了。我们会在下一次文章中，来介绍如何进行应用分发。
如何访问子集群
通过 Clusternet，可以对注册成功的集群进行进一步地管控。在一些运维的场景中，可能需要对某个子集群进行额外的单独操作，比如查看日志，事件，节点状态等等。
需要纳管的目标子集群可能：
运行在边缘节点上或者是边缘集群，网络条件差，没有暴露外网地址 运行在云上的某个 VPC 内，为了保证安全性，没有做网络打通，或者端口映射 运行在自建机房内 其他情形
Clusternet 为了能够提供一致的管理体验，提供了通用的访问子集群的方案，即可以通过父集群做访问代理，将请求转发到子集群中，却依然可以使用动态的 RBAC。这里 Clusternet 使用的 RBAC 是子集群自己的 RBAC，所以这些 RBAC 中用到的敏感信息并不需要在父集群中保留，做到真正的动态权限访问。
详细的访问链路，如下图所示。
为了方便，Clusternet 也提供了命令行支持，通过 kubectl-clusternet 插件即可上手体验一番。
$ # 安装 kubectl-clusternet 插件
$ kubectl krew install clusternet
$ kubectl get mcls -A
NAMESPACE NAME CLUSTER ID SYNC MODE KUBERNETES READYZ AGE
clusternet-ml6wg aws-cd 6c085c18-3baf-443c-abff-459751f5e3d3 Dual v1.18.4 true 4d6h
clusternet-z5vqv azure-cd 7dc5966e-6736-48dd-9a82-2e4d74d30443 Dual v1.20.4 true 43h
$ # 通过指定 Cluster ID，以及对应 Cluster 的 kubeconfig 文件 (这里的 apiserver 地址可以是内网地址)
$ kubectl clusternet --cluster-id=7dc5966e-6736-48dd-9a82-2e4d74d30443 --child-kubeconfig=./azure-cd-kubeconfig get ns
NAME STATUS AGE
clusternet-system Active 4d20h
default Active 24d
kube-node-lease Active 24d
kube-public Active 24d
kube-system Active 24d
test-nginx Active 11d
test-systemd Active 11d
关于更多使用细节，请扫描下方二维码进行了解。
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参考资料
官方文档: 【https://github.com/clusternet/clusternet/blob/main/docs/tutorials/installing-clusternet-with-helm.md】
[2]bootstrap token: 【https://kubernetes.io/zh/docs/reference/access-authn-authz/bootstrap-tokens/】
[3]ServiceAccount token: 【https://kubernetes.io/zh/docs/reference/access-authn-authz/authentication/#service-account-tokens】
[4]k3s: 【https://k3s.io/】
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