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OpenShift 的 Windows 容器支持

OpenShift Container Platform 4.6

Red Hat OpenShift for Windows Containers 指南

摘要

Red Hat OpenShift for Windows Containers 为在 OpenShift Container Platform 上运行 Microsoft Windows Server 容器提供了内置的支持。本指南提供所有详细信息。

第 1 章 Red Hat OpenShift 对 Windows Containers 的支持概述

Red Hat OpenShift for Windows Containers 提供了在 OpenShift Container Platform 集群中运行 Windows 计算节点的功能。这可以通过使用 Red Hat Windows Machine Config Operator(WMCO)来安装和管理 Windows 节点来实现。通过红帽订阅,您可以获得对在 OpenShift Container Platform 中运行 Windows 工作负载的支持。如需更多信息,请参阅 发行注记

对于 Linux 和 Windows 等工作负载,OpenShift Container Platform 允许您部署在 Windows Server 容器上运行的 Windows 工作负载,同时还提供托管在 Red Hat Enterprise Linux CoreOS(RHCOS)或 Red Hat Enterprise Linux(RHEL)上的传统 Linux 工作负载。如需更多信息,请参阅开始使用 Windows 容器工作负载

您需要 WMCO 在集群中运行 Windows 工作负载。WMCO 在集群中管理部署和管理 Windows 工作负载的过程。如需更多信息,请参阅如何启用 Windows 容器工作负载

您可以创建一个 Windows MachineSet 对象来创建基础架构 Windows 机器集和相关的机器,以便将支持的 Windows 工作负载移到新的 Windows 机器。您可以在多个平台上创建 Windows MachineSet 对象。

您可以将 Windows 工作负载调度到 Windows 计算节点。

您可以执行 Windows Machine Config Operator 升级 以确保 Windows 节点有最新的更新。

您可以通过删除特定机器来删除 Windows 节点

您可以通过执行以下操作 禁用 Windows 容器工作负载

  • 卸载 Windows Machine Config Operator
  • 删除 Windows Machine Config Operator 命名空间

第 2 章 Windows Container Support for Red Hat OpenShift 发行注记

2.1. 关于 Windows Container Support for Red Hat OpenShift

Red Hat OpenShift for Windows Containers 提供了在 OpenShift Container Platform 集群中运行 Windows 计算节点的功能。这可以通过使用 Red Hat Windows Machine Config Operator(WMCO)来安装和管理 Windows 节点来实现。在 Windows 节点可用后,您可以在 OpenShift Container Platform 中运行 Windows 容器工作负载。

Red Hat OpenShift for Windows Containers 发行注记包括了 WMCO 的开发信息,WMCO 提供了在 OpenShift Container Platform 中运行 Windows 容器工作负载的功能。

2.2. 获取支持

Windows Container Support for Red Hat OpenShift 作为一个可选的、可安装的组件提供。Windows Container Support for Red Hat OpenShift 不是 OpenShift Container Platform 订阅的一部分。它需要额外的红帽订阅,并根据覆盖范围服务等级协议进行支持。

您必须具有此单独的订阅才能获得对 Red Hat OpenShift 的 Windows Container 支持。如果没有此附加红帽订阅,则不支持在生产环境中部署 Windows 容器工作负载。您可以通过 红帽客户门户网站 请求支持。

如需更多信息,请参阅 Red Hat OpenShift Container Platform 生命周期政策文档中关于 Red Hat OpenShift support for Windows Containers 的部分。

如果您没有额外的红帽订阅,可以使用 Community Windows Machine Config Operator,它是一个不被官方支持的版本。

2.3. Red Hat Windows Machine Config Operator 1.0.6 发行注记

发布日期: 2022 年 2 月 16 日

WMCO 1.0.6 现已正式发布,带有相关的程序漏洞修复。WMCO 组件在 RHBA-2022:0240 中发布。

WMCO 1.0.2 发行版本中的支持声明和已知问题也适用于此 WMCO 发行版本。

2.4. Red Hat Windows Machine Config Operator 1.0.5 发行注记

发布日期:2021 年 6 月 14 日

WMCO 1.0.5 现已正式发布,带有相关的程序漏洞修复。WMCO 组件在 RHBA-2021:2142 中发布。

WMCO 1.0.2 发行版本中的支持声明和已知问题也适用于此 WMCO 发行版本。

2.5. Red Hat Windows Machine Config Operator 1.0.4 发行注记

发布日期:2021 年 4 月 15 日

WMCO 1.0.4 现在提供程序错误修正。WMCO 组件在 RHBA-2021:1061 中发布。

WMCO 1.0.2 发行版本中的支持声明和已知问题也适用于此 WMCO 发行版本。

2.5.1. 程序错误修复

  • 在以前的版本中,如果您有一个有两个 Windows 节点的集群,并且创建了有两个副本的 web 服务器部署,pod 会在每个 Windows 计算节点上都位于其中。在这种情况下,如果您创建类型为 LoadBalancerService 对象,在负载均衡器端点间的通信会出现”块状”问题。要缓解这个问题,您需要使用版本为 10.0.17763.1457 或更早版本的 Windows Server 2019。这个问题已被解决,您不再仅限于 Windows Server 2019 镜像版本的子集。(BZ#1942630

2.6. Red Hat Windows Machine Config Operator 1.0.3 发行注记

发布日期:2021 年 2 月 15 日

现在,WMCO 1.0.3 包括了程序错误修正和安全更新。WMCO 组件在 RHBA-2021:0410 中发布。

重要

在升级到 WMCO 2.x 之前,您必须升级到 WMCO 1.0.3+。

WMCO 1.0.2 发行版本中的支持声明和已知问题也适用于此 WMCO 发行版本。

2.7. Red Hat Windows Machine Config Operator 1.0.2 发行注记

发布日期:2020 年 12 月 18 日

此 WMCO 发行版本提供对在 OpenShift Container Platform 集群中运行 Windows 计算节点的初始支持。WMCO 组件已在 RHBA-2020:5596 中发布。

WMCO 支持使用在以下云供应商上运行的安装程序置备的基础架构构建的自助管理集群:

  • Amazon Web Services (AWS)
  • Microsoft Azure

WMCO 的初始发行版本支持以下 Windows 服务器操作系统:

  • Windows Server Long-Term Servicing Channel(LTSC):Windows Server 2019
重要

在受限网络或断开连接的环境中的集群不支持运行 Windows 容器工作负载。

第 3 章 了解 Windows 容器工作负载

Red Hat OpenShift for Windows Containers 为在 OpenShift Container Platform 上运行 Microsoft Windows Server 容器提供了内置的支持。对于使用 Linux 和 Windows 工作负载管理异构环境的管理员,OpenShift Container Platform 允许您部署在 Windows Server 容器上运行的 Windows 工作负载,同时也提供托管在 Red Hat Enterprise Linux CoreOS(RHCOS)或 Red Hat Enterprise Linux(RHEL)上的传统 Linux 工作负载。

Windows 容器工作负载支持在以下云供应商中运行的集群:

  • Amazon Web Services (AWS)
  • Microsoft Azure

OpenShift Container Platform 4.6 支持以下 Windows Server 操作系统:

  • Windows Server Long-Term Servicing Channel(LTSC):Windows Server 2019

如需更多信息,请通过 Windows Server channels 参阅 Microsoft 的文档。

注意

不支持具有 Windows 节点的集群的多租户。托管多租户用法在所有 Kubernetes 环境中都存在安全性问题。额外的安全功能,如 Pod 安全策略,或节点的更精细的访问控制(RBAC),使利用安全漏洞进行工具更困难。但是,如果您选择运行托管多租户工作负载,则管理程序是唯一应使用的安全选项。Kubernetes 的安全域包括整个集群,而不是只限于单个节点。对于可能会有恶意的多租户工作负载,应该使用物理隔离的集群。

Windows 服务器容器使用共享内核提供资源隔离,但它并不适用于托管可能会有恶意的多租户工作负载。涉及主机多租户的情况应该使用 Hyper-V 隔离容器来严格隔离租户。

3.1. Windows 工作负载管理

要在集群中运行 Windows 工作负载,必须首先安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。WMCO 是一个基于 Linux 的 Operator,它运行在基于 Linux 的 control plane 和计算节点上。WMCO 在集群中管理部署和管理 Windows 工作负载的过程。

图 3.1. WMCO 设计

WMCO 工作流

在部署 Windows 工作负载前,您必须创建一个 Windows 计算节点并加入集群。Windows 节点会在集群中托管 Windows 工作负载,并可与其他基于 Linux 的计算节点一起运行。您可以通过创建一个 Windows 机器集来创建一个 Windows 计算节点,以托管 Windows Server 计算机器。您必须对机器集应用特定于 Windows 的标签,该标签指定启用了 Docker 格式的容器运行时附加组件的 Windows OS 镜像。

重要

目前,在 Windows 节点中使用 Docker 格式的容器运行时。Kubernetes 将弃用 Docker 作为容器运行时,详情请参阅 Kubernetes 文档中的 Docker 弃用信息。在未来的 Kubernetes 发行版本中,Containerd 将是 Windows 节点新支持的容器运行时。

WMCO 监视有 Windows 标签的机器。检测到 Windows 机器集并置备相应机器后,WMCO 配置底层 Windows 虚拟机(VM),以便它可以将集群加入为计算节点。

图 3.2. 混合 Windows 和 Linux 工作负载

混合 Windows 和 Linux 工作负载

WMCO 在命名空间中需要一个预先确定的 secret,该 secret 包含一个用于与 Windows 实例交互的私钥。WMCO 在引导时检查此 secret,并创建一个用户数据 secret,您必须在您创建的 Windows MachineSet 对象中引用该 secret。然后,WMCO 使用与私钥对应的公钥填充用户数据 secret。通过这些数据,集群可以使用 SSH 连接到 Windows 虚拟机。

当集群与 Windows 虚拟机建立连接后,您可以使用类似管理 Linux 节点一样的方法管理 Windows 节点。

注意

OpenShift Container Platform Web 控制台不提供 Windows 节点的节点图形和工作负载图。目前 Windows 节点没有可用的指标。

将 Windows 工作负载调度到 Windows 节点可使用典型的 pod 调度实践,如污点、容限和节点选择器。或者,您也可以使用 RuntimeClass 对象来把 Windows 工作负载与 Linux 工作负载和其他 Windows 版本工作负载进行区分。

3.2. Windows 节点服务

每个 Windows 节点均安装以下与 Windows 相关的服务:

Service描述

kubelet

注册 Windows 节点并管理其状态。

容器网络接口(CNI)插件

为 Windows 节点公开网络

Windows Machine Config Bootstrapper(WMCB)

配置 kubelet 和 CNI 插件。

hybrid-overlay

创建 OpenShift Container Platform 主机网络服务(HNS)

kube-proxy

在节点上维护网络规则,以允许外部通信。

第 4 章 启用 Windows 容器工作负载

在向集群中添加 Windows 工作负载前,您必须安装由 OpenShift Container Platform OperatorHub 提供的 Windows Machine Config Operator(WMCO)。WMCO 在集群中管理部署和管理 Windows 工作负载的过程。

注意

WMCO 管理的 Windows 实例不支持双 NIC。

先决条件

  • 可以使用具有 cluster-admin 权限的账户访问 OpenShift Container Platform 集群。
  • 已安装 OpenShift CLI(oc)。
  • 已使用安装程序置备的基础架构安装集群。使用用户置备的基础架构安装的集群不支持 Windows 容器工作负载。
  • 您已为集群配置了带有 OVN-Kubernetes 的混合网络。这必须在集群安装过程中完成。如需更多信息,请参阅配置混合网络
  • 运行 OpenShift Container Platform 集群版本 4.6.8 或更高版本。

4.1. 安装 Windows Machine Config Operator

您可以使用 Web 控制台或 OpenShift CLI(oc)安装 Windows Machine Config Operator。

4.1.1. 使用 Web 控制台安装 Windows Machine Config Operator

您可以使用 OpenShift Container Platform Web 控制台安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。

注意

WMCO 管理的 Windows 实例不支持双 NIC。

步骤

  1. 从 OpenShift Container Platform Web 控制台中的 Adminstrator 视角进入 Operators → OperatorHub 页面。
  2. 使用 Filter by keyword 复选框在目录中搜索 Windows Machine Config Operator。点 Windows Machine Config Operator 标题。
  3. 查看 Operator 信息并单击 Install
  4. Install Operator 页面中:

    1. 选择 stable 频道作为 更新频道stable 频道允许安装 WMCO 的最新稳定版本。
    2. 安装模式 被预先配置,因为 WMCO 只能在单一命名空间中可用。
    3. 为 WMCO 选择 Installed Namespace。默认 Operator 建议命名空间为 openshift-windows-machine-config-operator
    4. 选择一个批准策略

      • Automatic 策略允许 Operator Lifecycle Manager(OLM)在有新版本可用时自动更新 Operator。
      • Manual 策略需要拥有适当凭证的用户批准 Operator 更新。
  1. 点击 Install。WMCO 现在列在 Installed Operators 页中。

    注意

    WMCO 会自动安装到您定义的命名空间中,如 openshift-windows-machine-config-operator

  2. 验证 Status 显示为 Succeeded 以确认成功安装了 WMCO。

4.1.2. 使用 CLI 安装 Windows Machine Config Operator

您可以使用 OpenShift CLI(oc)安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。

注意

WMCO 管理的 Windows 实例不支持双 NIC。

步骤

  1. 为 WMCO 创建命名空间。

    1. 为 WMCO 创建一个 Namespace 对象 YAML 文件。例如,wmco-namespace.yaml:

      apiVersion: v1
      kind: Namespace
      metadata:
        name: openshift-windows-machine-config-operator 1
      1
      建议您在 openshift-windows-machine-config-operator 命名空间中部署 WMCO。
    2. 创建命名空间:

      $ oc create -f <file-name>.yaml

      例如:

      $ oc create -f wmco-namespace.yaml
  2. 为 WMCO 创建 Operator 组。

    1. 创建 OperatorGroup 对象 YAML 文件。例如,wmco-og.yaml

      apiVersion: operators.coreos.com/v1
      kind: OperatorGroup
      metadata:
        name: windows-machine-config-operator
        namespace: openshift-windows-machine-config-operator
      spec:
        targetNamespaces:
        - openshift-windows-machine-config-operator
    2. 创建 Operator 组:

      $ oc create -f <file-name>.yaml

      例如:

      $ oc create -f wmco-og.yaml
  3. 为 WMCO 订阅命名空间。

    1. 创建 Subscription 对象 YAML 文件。例如,wmco-sub.yaml

      apiVersion: operators.coreos.com/v1alpha1
      kind: Subscription
      metadata:
        name: windows-machine-config-operator
        namespace: openshift-windows-machine-config-operator
      spec:
        channel: "stable" 1
        installPlanApproval: "Automatic" 2
        name: "windows-machine-config-operator"
        source: "redhat-operators" 3
        sourceNamespace: "openshift-marketplace" 4
      1
      指定 stable 作为频道。
      2
      设置批准策略。可设置 AutomaticManual
      3
      指定包含 windows-machine-config-operator 软件包清单的 redhat-operators 目录源。如果 OpenShift Container Platform 集群安装在受限网络中(也称为断开连接的集群),请指定配置 Operator LifeCycle Manager (OLM) 时创建的 CatalogSource 对象的名称。
      4
      目录源的命名空间。将 openshift-marketplace 用于默认的 OperatorHub 目录源。
    2. 创建订阅:

      $ oc create -f <file-name>.yaml

      例如:

      $ oc create -f wmco-sub.yaml

      WMCO 现已安装到 openshift-windows-machine-config-operator 中。

  4. 验证 WMCO 安装:

    $ oc get csv -n openshift-windows-machine-config-operator

    输出示例

    NAME                                    DISPLAY                           VERSION   REPLACES   PHASE
    windows-machine-config-operator.1.0.0   Windows Machine Config Operator   1.0.0                Succeeded

4.2. 为 Windows Machine Config Operator 配置 secret

要运行 Windows Machine Config Operator(WMCO),您必须在包含私钥的 WMCO 命名空间中创建一个 secret。这需要允许 WMCO 与 Windows 虚拟机(VM)进行通信。

先决条件

  • 已使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。
  • 您创建包含 RSA 密钥的 PEM 编码文件。

流程

  • 定义访问 Windows 虚拟机所需的 secret:

    $ oc create secret generic cloud-private-key --from-file=private-key.pem=${HOME}/.ssh/<key> \
        -n openshift-windows-machine-config-operator 1
1
您必须在 WMCO 命名空间中创建私钥,如 openshift-windows-machine-config-operator

建议您使用与安装集群时所用的私钥不同的私钥。

其它资源

第 5 章 创建 Windows MachineSet 对象

5.1. 在 AWS 上创建 Windows MachineSet 对象

您可以在 Amazon Web Services(AWS)上的 OpenShift Container Platform 集群中创建 Windows MachineSet 对象来满足特定目的。例如,您可以创建基础架构 Windows 机器集和相关机器,以便将支持的 Windows 工作负载转移到新的 Windows 机器上。

先决条件

  • 已使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。
  • 您可以使用受支持的 Windows 服务器作为操作系统镜像,并启用了 Docker 格式的容器运行时附加组件。
重要

目前,在 Windows 节点中使用 Docker 格式的容器运行时。Kubernetes 将弃用 Docker 作为容器运行时,详情请参阅 Kubernetes 文档中的 Docker 弃用信息。在未来的 Kubernetes 发行版本中,Containerd 将是 Windows 节点新支持的容器运行时。

5.1.1. Machine API 概述

Machine API 将基于上游 Cluster API 项目的主要资源与自定义 OpenShift Container Platform 资源相结合。

对于 OpenShift Container Platform 4.6 集群,Machine API 在集群安装完成后执行所有节点主机置备管理操作。由于此系统的缘故,OpenShift Container Platform 4.6 在公有或私有云基础架构之上提供了一种弹性动态置备方法。

两种主要资源分别是:

Machines
描述节点主机的基本单元。机器具有 providerSpec 规格,用于描述为不同云平台提供的计算节点的类型。例如,Amazon Web Services (AWS) 上的 worker 节点的机器类型可能会定义特定的机器类型和所需的元数据。
机器集

MachineSet 资源是机器组。机器集适用于机器,复制集则适用于 pod。如果需要更多机器或必须缩减规模,则可以更改机器集的 replicas 字段来满足您的计算需求。

警告

control plane 机器不能由机器集管理。

以下自定义资源可为集群添加更多功能:

机器自动扩展
MachineAutoscaler 资源自动扩展云中的机器。您可以为指定机器集中的节点设置最小和最大扩展界限,机器自动扩展就会维护此范围内的节点。ClusterAutoscaler 对象存在后,MachineAutoscaler 对象生效。ClusterAutoscalerMachineAutoscaler 资源都由 ClusterAutoscalerOperator 对象提供。
集群自动扩展
此资源基于上游集群自动扩展项目。在 OpenShift Container Platform 实现中,它通过扩展机器集 API 来与 Machine API 集成。您可以为核心、节点、内存和 GPU 等资源设置集群范围的扩展限制。您可以设置优先级,使集群对 Pod 进行优先级排序,以便不针对不太重要的 Pod 使新节点上线。您还可以设置扩展策略,以便可以扩展节点,但不会缩减节点。
机器健康检查
MachineHealthCheck 资源可检测机器何时处于不健康状态并将其删除,然后在支持的平台上生成新的机器。

在 OpenShift Container Platform 版本 3.11 中,您无法轻松地推出多区架构,因为集群不负责管理机器置备。自 OpenShift Container Platform 版本 4.1 起,此过程变得更加容易。每个机器集限定在一个区域,因此安装程序可以代表您将机器集分发到多个可用区。然后,由于您的计算是动态的,因此在面对区域故障时,您始终都有一个区域来应对必须重新平衡机器的情况。自动扩展器在集群生命周期内尽可能提供平衡。

5.1.2. AWS 上 Windows MachineSet 对象的 YAML 示例

此 YAML 示例定义了一个在 Amazon Web Services(AWS)上运行的 Windows MachineSet 对象,它可响应 Windows Machine Config Operator(WMCO)。

apiVersion: machine.openshift.io/v1beta1
kind: MachineSet
metadata:
  labels:
    machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 1
  name: <infrastructure_id>-windows-worker-<zone> 2
  namespace: openshift-machine-api
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 3
      machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-windows-worker-<zone> 4
  template:
    metadata:
      labels:
        machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 5
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-windows-worker-<zone> 6
        machine.openshift.io/os-id: Windows 7
    spec:
      metadata:
        labels:
          node-role.kubernetes.io/worker: "" 8
      providerSpec:
        value:
          ami:
            id: <windows_container_ami> 9
          apiVersion: awsproviderconfig.openshift.io/v1beta1
          blockDevices:
            - ebs:
                iops: 0
                volumeSize: 120
                volumeType: gp2
          credentialsSecret:
            name: aws-cloud-credentials
          deviceIndex: 0
          iamInstanceProfile:
            id: <infrastructure_id>-worker-profile 10
          instanceType: m5a.large
          kind: AWSMachineProviderConfig
          placement:
            availabilityZone: <zone> 11
            region: <region> 12
          securityGroups:
            - filters:
                - name: tag:Name
                  values:
                    - <infrastructure_id>-worker-sg 13
          subnet:
            filters:
              - name: tag:Name
                values:
                  - <infrastructure_id>-private-<zone> 14
          tags:
            - name: kubernetes.io/cluster/<infrastructure_id> 15
              value: owned
          userDataSecret:
            name: windows-user-data 16
            namespace: openshift-machine-api
1 3 5 10 13 14 15
指定基于置备集群时所设置的集群 ID 的基础架构 ID。您可以运行以下命令来获取基础架构 ID:
$ oc get -o jsonpath='{.status.infrastructureName}{"\n"}' infrastructure cluster
2 4 6
指定基础架构 ID、worker 标签和区。
7
将机器配置为 Windows 机器。
8
将 Windows 节点配置为计算机器。
9
指定安装的容器运行时的 Windows 镜像的 AMI ID。您必须使用带有版本 10.0.17763.1457 或更早版本的 Windows Server 2019。
11
指定 AWS 区域,如 us-east-1a
12
指定 AWS 区域,如 us-east-1
16
由 WMCO 配置第一个 Windows 机器时创建的。之后,所有后续机器组都可以使用 windows-user-data

5.1.3. 创建机器集

除了安装程序创建的机器集之外,还可创建自己的机器集来动态管理您选择的特定工作负载的机器计算资源。

先决条件

  • 部署一个 OpenShift Container Platform 集群。
  • 安装 OpenShift CLI(oc)。
  • 以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录 oc

步骤

  1. 创建一个包含机器集自定义资源(CR)示例的新 YAML 文件,并将其命名为 <file_name>.yaml

    确保设置 <clusterID><role> 参数值。

    1. 如果您不确定要为特定字段设置哪个值,您可以从集群中检查现有机器集:

      $ oc get machinesets -n openshift-machine-api

      输出示例

      NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    2. 检查特定机器集的值:

      $ oc get machineset <machineset_name> -n \
           openshift-machine-api -o yaml

      输出示例

      ...
      template:
          metadata:
            labels:
              machine.openshift.io/cluster-api-cluster: agl030519-vplxk 1
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker 2
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
              machine.openshift.io/cluster-api-machineset: agl030519-vplxk-worker-us-east-1a

      1
      集群 ID。
      2
      默认节点标签。
  2. 创建新的 MachineSet CR:

    $ oc create -f <file_name>.yaml
  3. 查看机器集列表:

    $ oc get machineset -n openshift-machine-api

    输出示例

    NAME                                      DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
    agl030519-vplxk-windows-worker-us-east-1a    1         1         1       1        11m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1a            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1b            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1c            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1d            0         0                          55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1e            0         0                          55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1f            0         0                          55m

    当新机器集可用时,DESIREDCURRENT 的值会匹配。如果机器集不可用,请等待几分钟,然后再次运行命令。

5.1.4. 其他资源

  • 有关管理机器集的更多信息,请参阅 机器管理 部分。

5.2. 在 Azure 上创建 Windows MachineSet 对象

您可以在 Microsoft Azure 上的 OpenShift Container Platform 集群中创建 Windows MachineSet 对象来满足特定目的。例如,您可以创建基础架构 Windows 机器集和相关机器,以便将支持的 Windows 工作负载转移到新的 Windows 机器上。

先决条件

  • 已使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。
  • 您可以使用受支持的 Windows 服务器作为操作系统镜像,并启用了 Docker 格式的容器运行时附加组件。
重要

目前,在 Windows 节点中使用 Docker 格式的容器运行时。Kubernetes 将弃用 Docker 作为容器运行时,详情请参阅 Kubernetes 文档中的 Docker 弃用信息。在未来的 Kubernetes 发行版本中,Containerd 将是 Windows 节点新支持的容器运行时。

5.2.1. Machine API 概述

Machine API 将基于上游 Cluster API 项目的主要资源与自定义 OpenShift Container Platform 资源相结合。

对于 OpenShift Container Platform 4.6 集群,Machine API 在集群安装完成后执行所有节点主机置备管理操作。由于此系统的缘故,OpenShift Container Platform 4.6 在公有或私有云基础架构之上提供了一种弹性动态置备方法。

两种主要资源分别是:

Machines
描述节点主机的基本单元。机器具有 providerSpec 规格,用于描述为不同云平台提供的计算节点的类型。例如,Amazon Web Services (AWS) 上的 worker 节点的机器类型可能会定义特定的机器类型和所需的元数据。
机器集

MachineSet 资源是机器组。机器集适用于机器,复制集则适用于 pod。如果需要更多机器或必须缩减规模,则可以更改机器集的 replicas 字段来满足您的计算需求。

警告

control plane 机器不能由机器集管理。

以下自定义资源可为集群添加更多功能:

机器自动扩展
MachineAutoscaler 资源自动扩展云中的机器。您可以为指定机器集中的节点设置最小和最大扩展界限,机器自动扩展就会维护此范围内的节点。ClusterAutoscaler 对象存在后,MachineAutoscaler 对象生效。ClusterAutoscalerMachineAutoscaler 资源都由 ClusterAutoscalerOperator 对象提供。
集群自动扩展
此资源基于上游集群自动扩展项目。在 OpenShift Container Platform 实现中,它通过扩展机器集 API 来与 Machine API 集成。您可以为核心、节点、内存和 GPU 等资源设置集群范围的扩展限制。您可以设置优先级,使集群对 Pod 进行优先级排序,以便不针对不太重要的 Pod 使新节点上线。您还可以设置扩展策略,以便可以扩展节点,但不会缩减节点。
机器健康检查
MachineHealthCheck 资源可检测机器何时处于不健康状态并将其删除,然后在支持的平台上生成新的机器。

在 OpenShift Container Platform 版本 3.11 中,您无法轻松地推出多区架构,因为集群不负责管理机器置备。自 OpenShift Container Platform 版本 4.1 起,此过程变得更加容易。每个机器集限定在一个区域,因此安装程序可以代表您将机器集分发到多个可用区。然后,由于您的计算是动态的,因此在面对区域故障时,您始终都有一个区域来应对必须重新平衡机器的情况。自动扩展器在集群生命周期内尽可能提供平衡。

5.2.2. Azure 上 Windows MachineSet 对象的 YAML 示例

此 YAML 示例定义了一个在 Microsoft Azure 上运行的 Windows MachineSet 对象,Windows Machine Config Operator(WMCO)可以响应。

apiVersion: machine.openshift.io/v1beta1
kind: MachineSet
metadata:
  labels:
    machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 1
  name: <windows_machine_set_name> 2
  namespace: openshift-machine-api
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 3
      machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <windows_machine_set_name> 4
  template:
    metadata:
      labels:
        machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 5
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <windows_machine_set_name> 6
        machine.openshift.io/os-id: Windows 7
    spec:
      metadata:
        labels:
          node-role.kubernetes.io/worker: "" 8
      providerSpec:
        value:
          apiVersion: azureproviderconfig.openshift.io/v1beta1
          credentialsSecret:
            name: azure-cloud-credentials
            namespace: openshift-machine-api
          image: 9
            offer: WindowsServer
            publisher: MicrosoftWindowsServer
            resourceID: ""
            sku: 2019-Datacenter-with-Containers
            version: latest
          kind: AzureMachineProviderSpec
          location: <location> 10
          managedIdentity: <infrastructure_id>-identity 11
          networkResourceGroup: <infrastructure_id>-rg 12
          osDisk:
            diskSizeGB: 128
            managedDisk:
              storageAccountType: Premium_LRS
            osType: Windows
          publicIP: false
          resourceGroup: <infrastructure_id>-rg 13
          subnet: <infrastructure_id>-worker-subnet
          userDataSecret:
            name: windows-user-data 14
            namespace: openshift-machine-api
          vmSize: Standard_D2s_v3
          vnet: <infrastructure_id>-vnet 15
          zone: "<zone>" 16
1 3 5 11 12 13 15
指定基于置备集群时所设置的集群 ID 的基础架构 ID。您可以运行以下命令来获取基础架构 ID:
$ oc get -o jsonpath='{.status.infrastructureName}{"\n"}' infrastructure cluster
2 4 6
指定 Windows 机器集名称。Azure 上的 Windows 机器名称不能超过 15 个字符。因此,由于机器名称的生成方式,机器集名称不能超过 9 个字符。
7
将机器配置为 Windows 机器。
8
将 Windows 节点配置为计算机器。
9
指定一个 WindowsServer 镜像,它定义了 2019-Datacenter-with-Containers SKU,并带有版本 17763.1457.2009030514 或更早版本。
10
指定 Azure 区域,如 centralus
14
由 WMCO 配置第一个 Windows 机器时创建的。之后,所有后续机器组都可以使用 windows-user-data
16
指定您所在地区(region)内要放置机器的区域 (zone)。确保您的地区支持您指定的区域。

5.2.3. 创建机器集

除了安装程序创建的机器集之外,还可创建自己的机器集来动态管理您选择的特定工作负载的机器计算资源。

先决条件

  • 部署一个 OpenShift Container Platform 集群。
  • 安装 OpenShift CLI(oc)。
  • 以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录 oc

步骤

  1. 创建一个包含机器集自定义资源(CR)示例的新 YAML 文件,并将其命名为 <file_name>.yaml

    确保设置 <clusterID><role> 参数值。

    1. 如果您不确定要为特定字段设置哪个值,您可以从集群中检查现有机器集:

      $ oc get machinesets -n openshift-machine-api

      输出示例

      NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    2. 检查特定机器集的值:

      $ oc get machineset <machineset_name> -n \
           openshift-machine-api -o yaml

      输出示例

      ...
      template:
          metadata:
            labels:
              machine.openshift.io/cluster-api-cluster: agl030519-vplxk 1
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker 2
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
              machine.openshift.io/cluster-api-machineset: agl030519-vplxk-worker-us-east-1a

      1
      集群 ID。
      2
      默认节点标签。
  2. 创建新的 MachineSet CR:

    $ oc create -f <file_name>.yaml
  3. 查看机器集列表:

    $ oc get machineset -n openshift-machine-api

    输出示例

    NAME                                      DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
    agl030519-vplxk-windows-worker-us-east-1a    1         1         1       1        11m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1a            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1b            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1c            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1d            0         0                          55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1e            0         0                          55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1f            0         0                          55m

    当新机器集可用时,DESIREDCURRENT 的值会匹配。如果机器集不可用,请等待几分钟,然后再次运行命令。

5.2.4. 其他资源

  • 有关管理机器集的更多信息,请参阅 机器管理 部分。

第 6 章 调度 Windows 容器工作负载

您可以将 Windows 工作负载调度到 Windows 计算节点。

先决条件

  • 已使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。
  • 您可以使用 Windows 容器作为 OS 镜像,并启用了 Docker 格式的容器运行时附加组件。
  • 您已创建了 Windows 机器集。
重要

目前,在 Windows 节点中使用 Docker 格式的容器运行时。Kubernetes 将弃用 Docker 作为容器运行时,详情请参阅 Kubernetes 文档中的 Docker 弃用信息。在未来的 Kubernetes 发行版本中,Containerd 将是 Windows 节点新支持的容器运行时。

6.1. Windows pod 放置

在集群中部署 Windows 工作负载前,您必须配置 Windows 节点调度,以便正确分配 pod。在有了托管 Windows 节点的机器后,就可以使用管理 Linux 节点相同的方法进行管理。同样,将 Windows pod 调度到适当的 Windows 节点会以相似的方式完成,可以使用污点、容限和节点选择器等机制。

如果在一个集群中,有多个操作系统以及运行多个 Windows OS 变体,您必须使用 RuntimeClass 将 Windows pod 映射到基本 Windows OS 变体。例如,如果您在不同 Windows Server 容器版本中运行多个 Windows 节点,集群可将 Windows pod 调度到不兼容的 Windows OS 变体。您必须为集群中的每个 Windows OS 变体配置 RuntimeClass 对象。如果集群中只有一个 Windows OS 变体,则建议使用 RuntimeClass 对象。

如需更多信息,请参阅微软有关主机和容器版本兼容性的文档。

其他资源

6.2. 创建 RuntimeClass 对象来封装调度机制

使用 RuntimeClass 对象简化了调度机制的使用,如污点和容限 ; 您可以部署一个运行时类来封装您的污点和容限,然后将其应用到 pod,再将它们调度到适当的节点。在支持多个操作系统变体的集群中,还需要创建运行时类。

流程

  1. 创建 RuntimeClass 对象 YAML 文件。例如,runtime-class.yaml

    apiVersion: node.k8s.io/v1beta1
    kind: RuntimeClass
    metadata:
      name: <runtime_class_name> 1
    handler: 'docker'
    scheduling:
      nodeSelector: 2
        kubernetes.io/os: 'windows'
        kubernetes.io/arch: 'amd64'
        node.kubernetes.io/windows-build: '10.0.17763'
      tolerations: 3
      - effect: NoSchedule
        key: os
        operator: Equal
        value: "Windows"
    1
    指定 RuntimeClass 对象名称,该名称在您要由此运行时类管理的 pod 中定义。
    2
    指定支持这个运行时类的节点必须存在的标签。使用此运行时类的 Pod 只能调度到与此选择器匹配的节点。运行时类的节点选择器与 pod 的现有节点选择器合并。任何冲突都会阻止 pod 调度到节点。
    3
    指定要在 pod 附加的容限(不包括重复),在准入过程中使用此运行时类运行。这将合并 pod 和运行时类容许的节点集合。
  2. 创建 RuntimeClass 对象:

    $ oc create -f <file-name>.yaml

    例如:

    $ oc create -f runtime-class.yaml
  3. RuntimeClass 对象应用到您的 pod,以确保其被调度到适当的操作系统变体:

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: my-windows-pod
    spec:
      runtimeClassName: <runtime_class_name> 1
    ...
    1
    指定管理 pod 调度的运行时类。

6.3. Windows 容器工作负载部署示例

在有 Windows 计算节点可用后,您可以将 Windows 容器工作负载部署到集群中。

注意

这个示例部署仅供参考。

Service 对象示例

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: win-webserver
  labels:
    app: win-webserver
spec:
  ports:
    # the port that this service should serve on
  - port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    app: win-webserver
  type: LoadBalancer

Deployment 对象示例

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: win-webserver
  name: win-webserver
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: win-webserver
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: win-webserver
      name: win-webserver
    spec:
      tolerations:
      - key: "os"
        value: "Windows"
        Effect: "NoSchedule"
      containers:
      - name: windowswebserver
        image: mcr.microsoft.com/windows/servercore:ltsc2019
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - powershell.exe
        - -command
        - $listener = New-Object System.Net.HttpListener; $listener.Prefixes.Add('http://*:80/'); $listener.Start();Write-Host('Listening at http://*:80/'); while ($listener.IsListening) { $context = $listener.GetContext(); $response = $context.Response; $content='<html><body><H1>Red Hat OpenShift + Windows Container Workloads</H1></body></html>'; $buffer = [System.Text.Encoding]::UTF8.GetBytes($content); $response.ContentLength64 = $buffer.Length; $response.OutputStream.Write($buffer, 0, $buffer.Length); $response.Close(); };
        securityContext:
          windowsOptions:
            runAsUserName: "ContainerAdministrator"
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: windows

注意

当使用 mcr.microsoft.com/powershell:<tag> 容器镜像时,您必须将命令定义为 pwsh.exe。如果使用 mcr.microsoft.com/windows/servercore:<tag> 容器镜像,则必须将该命令定义为 powershell.exe。如需更多信息,请参阅微软的文档。

6.4. 手动扩展机器集

要在机器集中添加或删除机器实例,您可以手动扩展机器集。

这个指南与全自动的、安装程序置备的基础架构安装相关。自定义的、用户置备的基础架构安装没有机器集。

先决条件

  • 安装 OpenShift Container Platform 集群和 oc 命令行。
  • 以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录 oc

流程

  1. 查看集群中的机器集:

    $ oc get machinesets -n openshift-machine-api

    机器集以 <clusterid>-worker-<aws-region-az> 的形式列出。

  2. 查看集群中的机器:

    $ oc get machine -n openshift-machine-api
  3. 在您要删除的机器上设置注解:

    $ oc annotate machine/<machine_name> -n openshift-machine-api machine.openshift.io/cluster-api-delete-machine="true"
  4. cordon 并排空您要删除的节点:

    $ oc adm cordon <node_name>
    $ oc adm drain <node_name>
  5. 扩展机器集:

    $ oc scale --replicas=2 machineset <machineset> -n openshift-machine-api

    或者:

    $ oc edit machineset <machineset> -n openshift-machine-api

    您可以扩展或缩减机器集。需要过几分钟以后新机器才可用。

验证

  • 验证删除预期的机器:

    $ oc get machines

第 7 章 Windows 节点升级

您可以通过升级 Windows Machine Config Operator(WMCO),以确保 Windows 节点具有最新的更新。

7.1. Windows Machine Config Operator 升级

当发布与当前集群版本兼容的 Windows Machine Config Operator(WMCO)的新版本时,Operator 会根据升级频道和订阅批准策略升级,在使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)时会安装它。WMCO 升级会在 Windows 机器中产生 Kubernetes 组件升级。

对于非破坏性升级,WMCO 会终止之前 WMCO 版本配置的 Windows 机器,并使用当前版本重新创建它们。这可以通过删除 Machine 对象来完成,这会导致 Windows 节点排空和删除。为便于升级,WMCO 会为所有配置的节点添加版本注解。在升级过程中,版本注解中的不匹配会导致删除和重新创建 Windows 机器。要在升级过程中减少服务的中断,WMCO 一次只更新一个 Windows 机器。

重要

WMCO 仅负责更新 Kubernetes 组件,而不负责 Windows 操作系统更新。您在创建虚拟机时提供 Windows 镜像,因此您需要提供更新的镜像。您可以通过更改 MachineSet spec 中的镜像配置来提供更新的 Windows 镜像。

如需有关使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)进行 Operator 升级的更多信息,请参阅升级已安装的 Operator

第 8 章 删除 Windows 节点

您可以通过删除其主机 Windows 机器来删除 Windows 节点。

8.1. 删除一个特定的机器

您可以删除特定的机器。

注意

您无法删除 control plane 机器。

先决条件

  • 安装 OpenShift Container Platform 集群:
  • 安装 OpenShift CLI(oc)。
  • 以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录 oc

步骤

  1. 查看集群中的机器,找到要删除的机器:

    $ oc get machine -n openshift-machine-api

    命令输出包含 <clusterid>-worker-<cloud_region> 格式的机器列表。

  2. 删除机器:

    $ oc delete machine <machine> -n openshift-machine-api
    重要

    默认情况下,机器控制器会尝试排空在机器上运行的节点,直到成功为止。在某些情况下,如错误配置了 pod 的中断预算,节点排空操作可能无法成功完成,从而导致机器无法被删除。您可以在特定机器上使用 "machine.openshift.io/exclude-node-draining" 注解来跳过排空节点的过程。如果要删除的机器属于机器集,则会立即创建一个新机器来满足指定的副本数要求。

第 9 章 禁用 Windows 容器工作负载

您可以通过卸载 Windows Machine Config Operator(WMCO),并删除安装 WMCO 时默认添加的命名空间,来禁用运行 Windows 容器工作负载的能力。

9.1. 卸载 Windows Machine Config Operator

您可以从集群卸载 Windows Machine Config Operator(WMCO)。

先决条件

  • 删除托管 Windows 工作负载的 Windows Machine 对象。

流程

  1. Operators → OperatorHub 页面中,使用 Filter by keyword 复选框来搜索 Red Hat Windows Machine Config Operator
  2. Red Hat Windows Machine Config Operator 标题。Operator 标题表示已安装该 Operator。
  3. Windows Machine Config Operator 描述符页面中,点 Uninstall

9.2. 删除 Windows Machine Config Operator 命名空间

您可以删除默认为 Windows Machine Config Operator(WMCO)生成的命名空间。

先决条件

  • WMCO 已从集群中移除。

流程

  1. 删除 openshift-windows-machine-config-operator 命名空间中创建的所有 Windows 工作负载:

    $ oc delete --all pods --namespace=openshift-windows-machine-config-operator
  2. 验证 openshift-windows-machine-config-operator 命名空间中的所有 pod 是否已删除,或处于终止状态:

    $ oc get pods --namespace openshift-windows-machine-config-operator
  3. 删除 openshift-windows-machine-config-operator 命名空间:

    $ oc delete namespace openshift-windows-machine-config-operator

其他资源