一种kubernetes集群联邦系统及其实现方法与流程

技术特征：
1.一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，设置集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器；初始化所述集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器至kubernetes系统中，使该kubernetes成为联邦集群的主集群，所述集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器可以运行至少1个副本；通过所述命令控制器配置联邦集群、与管理员进行交互操作，包括初始化所述联邦集群、添加从集群、查看所述联邦集群的信息；通过所述集群控制器管理所述联邦集群的生命周期，以及检查主集群、从集群的健康；通过所述状态控制器感知和缓存从集群中联邦化资源的运行状态；通过所述调度器将工作负载实例分散到所述联邦集群不同的集群中；通过所述同步控制器监控从集群的联邦化资源的期望值、当前运行状态，当期望值与运行状态出现不一致时，所述同步控制器负责操作从集群的联邦化资源，使该资源的运行状态与期望值保持一致。2.根据权利要求1所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，所述命令控制器运行如下：步骤1.1.所述命令控制器初始化运行到所述主集群，与主集群的kube
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apiserver通信，获取所述联邦集群的配置信息；如果获取成功，则执行步骤1.3；否则执行步骤1.2；步骤1.2.所述命令控制器初始化所述联邦集群的配置信息；如果初始化成功，则所述命令控制器启动成功，执行步骤1.3；否则重新执行步骤1.1；步骤1.3.所述命令控制器等待用户输入命令；步骤1.4.当所述命令控制器接收到添加从集群命令时，执行添加从集群步骤；步骤1.5.当所述命令控制器接收到删除从集群命令时，执行删除从集群步骤；步骤1.6.当所述命令控制器接收到显示从集群列表的请求时，查找从集群的资源并显示；步骤1.7.执行步骤1.3。3.根据权利要求2所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，执行添加从集群步骤包括：步骤1.4.1.所述命令控制器接收到添加从集群的配置文件信息；步骤1.4.2.所述命令控制器根据所述从集群的配置文件信息生成kubernetes的crd资源；步骤1.4.3.所述命令控制器根据所述crd资源的连接信息连接所述从集群的kube
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apiserver；步骤1.4.4.所述命令控制器在所述从集群上创建角色资源，如果创建成功，则返回成功信息；否则返回失败信息。4.根据权利要求2所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，执行删除从集群步骤包括：步骤1.5.1.所述命令控制器接收到删除指定从集群的请求，查找该从集群中资源中crd资源的连接信息；步骤1.5.2.所述命令控制器根据步骤1.5.1中的连接信息连接指定从集群kube
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apiserver，并删除指定从集群上的相关信息；步骤1.5.3.所述命令控制器删除指定从集群的中crd资源，如果删除成功，则返回成功信息；否则返回失败信息。5.根据权利要求1所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，所述集群控制器运行如下：步骤2.1.所述集群控制器初始化运行到所述主集群，与主集群的kube
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apiserver通信，获取所述联邦集群的配置信息、从集群列表；如果获取成功，则执行步骤2.2；否则继续执行本步骤；步骤2.2.所述集群控制器记录当前时间t1，遍历所述从集群列表获得从集群访问信息，然后访问从集群的kube
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apiserver；当能正确返回请求且返回值为设定值时,则表示从集群处于健康状态,否则表示从集群处于不健康状态；如果健康状态有变化，将新的健康信息写入从集群列表中，遍历完成后记录当前时间t2；步骤2.3.所述集群控制器根据所述联邦集群的配置信息获取健康检查延迟时间t，如果t<t2
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t1，则执行步骤2.2，否则重复运行本步骤。6.根据权利要求1所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，所述状态控制器运行如下：步骤3.1.所述状态控制器初始化运行到所述主集群，与主集群的kube
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apiserver通信，获取所述联邦集群的配置信息、集群列表；如果获取成功，则执行步骤3.2；否则继续执行本步骤；步骤3.2.所述状态控制器遍历获取所有正在运行的联邦化资源；步骤3.3.所述状态控制器获取当前单个联邦化资源，使用kubernetes informer模式订阅当前资源的变更，并缓存到主集群，循环本步骤直至监听到所有正在运行的联邦化资源。步骤3.4.所述状态控制器持续监听所有正在运行的联邦化资源的变化，当出现联邦化资源变化时，将变化的信息缓存到主集群。7.根据权利要求1所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，所述调度器运行如下：步骤4.1.所述调度器初始化运行到所述主集群，与主集群的kube
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apiserver通信，如果成功则执行步骤4.2；否则继续执行本步骤；步骤4.2.所述调度器记录当前时间t3，获取正在运行的deployment联邦化资源、replicaset联邦化资源、statefulset联邦化资源、daemonset联邦化资源；步骤4.3.所述调度器获取步骤4.2中提到的当前单个联邦化资源，对比当前联邦化资源的调度状态，将新创建的kubernetes pod、未被调度的kubernetes pod和调度失败的kubernetes pod提取出来；步骤4.4.所述调度器调用设定调度算法将当前获取的资源调度到合适的集群上去，将调度结果写入该资源中，由所述同步控制器执行资源同步；步骤4.5.如果所述调度器已遍历所有步骤4.2中提到的资源，则执行步骤4.6；否则所述调度器获取下一个资源，执行步骤4.3；
步骤4.6.所述调度器获取当前时间t4，t5＝t4
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t3，如果t5>设定时间，则执行步骤4.2；否则等待设定时间
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t5后执行步骤4.2。8.根据权利要求7所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，设定调度算法包括：步骤4.4.1.获取当前资源类型、kubernetes nodes、集群信息、资源的使用情况；步骤4.4.2.基于总副本数和集群的定义策略来将kubernetes的资源进行编排得到psp文件；步骤4.4.3.根据所述psp文件执行优先级排序操作，对适合资源运行的节点进行优先级排序；步骤4.4.4.从最终优先级最高的集群中选择出来一个作为资源调度的结果。9.根据权利要求1所述的一种kubernetes集群联邦实现方法，其特征在于，所述同步控制器运行如下：步骤5.1.所述同步控制器初始化运行到所述主集群，与主集群的kube
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apiserver通信，如果成功，则执行步骤5.2；否则继续执行本步骤；步骤5.2.所述同步控制器记录当前时间t6，遍历需要同步的资源列表；步骤5.3.所述同步控制器获取单个资源、该资源的最新状态，如果该资源的期望状态与最新状态不一致，则执行步骤5.4；否则执行步骤5.6；步骤5.4.所述同步控制器从该资源中获取从集群名，根据从集群名向主集群查询从集群的连接信息，与从集群的kube
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apiserver通信，成功则执行步骤5.5，否则执行步骤5.6；步骤5.5.所述同步控制器根据获取的资源的数据，在从集群上创建或修改对应的资源信息，执行步骤5.6；步骤5.6.如果所述同步控制器已遍历所有资源，则执行步骤5.7；否则执行步骤5.3；步骤5.7.如果所述同步控制器获取当前时间t7，t8＝t7
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t6，如果t8>设定时间，则执行步骤5.2；否则等待设定时间
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t8后执行步骤5.2。10.一种kubernetes集群联邦系统，其特征在于，包括集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器；所述集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器初始化至kubernetes系统中，并根据权利要求1
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9任意一项所述的一种kubernetes集群联邦实现方法运行。

技术总结
本发明公开了一种kubernetes集群联邦实现方法，涉及网络通信技术领域，解决kubernetes的跨集群资源的服务发现和编排问题，方法为：设置集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器；初始化集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器至kubernetes系统中，使该kubernetes成为联邦集群的主集群，集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器可以运行至少1个副本。本发明还公开了一种kubernetes集群联邦系统。本发明在kubernetes系统中运行集群控制器、状态控制器、同步控制器、调度器、命令控制器，利用kubernetes内置的CRD资源和admission webhook准入控制，达到完整的集群联邦功能，实现单一集群统一管理多个Kubernetes集群，可以有效解决kubernetes的跨集群资源的服务发现和编排问题。和编排问题。和编排问题。


技术研发人员：韦克璐 赵凯麟 李玲容 周东
受保护的技术使用者：广西东信数建信息科技有限公司
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2021/12/2