干货 | 京东云托管Kubernetes集成镜像仓库并部署原生DashBoard

1. 京东云Kubernetes介绍

随着Docker技术的发展和广泛流行，云原生应用和容器调度管理系统也成为IT领域大热的词汇。事实上，云原生应用的思想，在Docker技术火爆之前，已经由云计算技术的领导者和分布式系统架构的推广者广泛传播，例如云原生应用的12要素早在2011年就由Heroku的工程师提出了；只不过以虚拟机技术作为云原生应用的基础实施，由于虚拟机镜像大、镜像标准不统一以及打包流程和工具不统一，无法业界广泛接受的云原生应用标准，限制了云原生应用的流行。而Docker的出现正好解决了这些限制云原生应用构建、交付和运行的瓶颈，使得构建云原生应用成为了使用Docker的开发者自然而然的选择。

单机的Docker引擎和单一的容器镜像只能解决单一服务的打包和测试问题。而要运行生产级的企业级应用，就需要容器调度管理系统。在这里面，Docker技术就仿佛运送系统零件的集装箱，把云原生应用的各个标准化零件交付到各个企业的不同码头，而容器调度管理系统就是企业应用的运行车间，把不同的零件组装、运行、维护起来。

Kubernetes是为生产环境而设计的容器调度管理系统，对于负载均衡、服务发现、高可用、滚动升级、自动伸缩等容器云平台的功能要求有原生支持。由于Kubernetes在K和s间有8个字母，因此常简称K8s。事实上，随着对K8s系统架构与设计理念的了解深入，我们会发现K8s系统正是处处为运行云原生应用而设计考虑；同时，随着对K8s系统使用的加深和加广，也会有越来越多有关云原生应用的设计模式产生出来，使得基于K8s系统设计和开发生产级的复杂云原生应用变得像启动一个单机版容器服务那样简单易用。

根据CNCF在2018年8月进行的第六次测量容器管理市场的温度，83%的受访者更喜欢Kubernetes的容器管理工具，58％的受访者在生产中使用Kubernetes，42％的受访者正在进行评估以备将来使用，40％的企业（员工规模在5000+）正在使用Kubernetes。Kubernetes在开发人员中已经变得非常流行。

京东云Kubernetes集群采用管理节点全托管的方式，为用户提供简单易用、高可靠、功能强大的容器管理服务。该产品完全兼容标准Kubernetes API ，集成京东云网络、存储等插件。Kubernetes集群服务简化了Kubernetes部署、管理，降低了Kubernetes使用门槛，增强应用的可靠性，提升开发的效率，减少资源投入成本。

1.1 产品优势

相较于传统自建Kubernetes集群，京东云Kubernetes集群服务有如下优势：

• 易用性：在控制台一键式创建Kubernetes集群服务；管理节点采用全托管的方式，免除繁琐的部署、运维、升级等工作；提供工作节点定制镜像，预置集群工作节点所需的各种组件。
• 可靠性：同地域下，集群的管理、工作节点可跨可用区部署，支持单集群至少运行三台云主机作为管理节点，同时基于京东云高可用组隔离故障域，进一步增强了可靠性。
• 功能性：基于京东云SDN网络，提供CNI网络插件，依托京东云私有网络的高可用及可靠性，轻松适应不同规模生产环境的网络需求；提供CRI存储插件，集成京东云云硬盘，提供安全可靠的持久化存储；集成京东云负载均衡服务，提供安全、可靠的网络访问。
• 性价比：京东云Kubernetes集群服务本身暂时免费，目前您只需为集群中创建的云主机、公网IP、云硬盘等云资源按需付费。

1.2 京东云Kubernetes部署架构

下面会演示京东云Kubernetes集成京东云镜像仓库，构建原生dashboard的最佳实践，希望能起到抛砖引玉的作用。

2. 环境准备

2.1 创建AK、SK

登陆京东云控制台后，点击账号下拉菜单，选择Access Key管理。

点击创建，并输入相关手机号码。

至此AK、SK创建成功。

2.2 容器镜像仓库准备

选择容器镜像仓库：

镜像仓库模板为：registry-URL/repository:tag，所以我们创建顺序为：

1. 创建注册表
2. 创建仓库

2.2.1 创建注册表

点击创建按钮，后输入注册表名称，本例中的名称为：pocexam.

2.2.2 创建镜像仓库

由于Kubernetes 官方dashboard 镜像kubernetes-dashboard-amd64为国外资源，国内无法pull，所以我们需要先从Google镜像仓库push到本地后再上传到镜像仓库。

此处创建镜像仓库时的名称为：kubernetes-dashboard-amd64。

2.2.3 上传Kubernetes-dashboard镜像

此处需要创建一台Linux云主机（建议使用Ubuntu镜像），并安装Docker。此处不再赘述。通过ssh工具连接，执行如下命令安装Docker工具：

apt-get install -y docker.io

由于国内网络原因，Google官方镜像k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1无法pull，所以我们需要从docker.io仓库的Google容器镜像进行拉取：

docker pull mirrorgooglecontainers/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1

然后执行docker images会看到拉取到的镜像。

上传至京东云镜像仓库之前，需要有上传权限，可以通过临时令牌的方式登录并上传镜像。
获取临时令牌方法为：京东云控制台-->容器镜像仓库-->注册表，选择之前创建的registry，右侧点击获取临时令牌：

设置有效期：

确认后，可以获得多种格式的登陆方式，本次操作使用Docker客户端登录命令，点击复制按钮，并在Linux云主机中执行。

需要注意：完全复制粘贴到Linux shell 命令中即可，无需修改任何参数。

将k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1修改为$registry-URL/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1,此处的registry-URL变量需要替换为你所创建的registry的值，或者可以在控制台获取到：

比如本次操作的值为pocexam-cn-north-1.jcr.service.jdcloud.com/kubernetes-dashboard-amd64，那么操作命令如下：

docker tag mirrorgooglecontainers/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1 pocexam-cn-north-1.jcr.service.jdcloud.com/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1 && docker push !$

修改tag并成功上传至京东云镜像仓库的截图如下：

在控制台可以验证到已成功上传：

2.3 创建Kubernetes集群

2.3.1 创建Kubernetes所需的基础网络

首先创建VPC：控制台-->网络-->私有网络(VPC)

划分子网：控制台-->网络-->子网

创建Kubernetes集群，控制台-->弹性计算-->Kubernetes集群。

注意需要选择AK，修改node节点的CIDR,避免与集群中的service、pod冲突。：

点击确认后，等待若干分钟，集群创建成功，目前支持的版本为1.12.3。

2.4 云主机Kubernetes客户端配置

在Linux云主机上，执行如下shell命令：

wget https://pocexam.s3.cn-north-1.jdcloud-oss.com/kubernetes-client-linux-amd64.tar.gz
tar zxvf kubernetes-client-linux-amd64.tar.gz && cd kubernetes/client/bin/
chmod +x kubectl && sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

2.5 配置集群凭证

在Linux云主机执行如下shell命令，创建相关配置文件，并将Kubernetes的连接信息写入config文件，保存退出：

mkdir -p ~/.kube && vi ~/.kube/config

连接信息获取方式为：控制台-->弹性计算-->Kubernetes集群，点击创建的Kubernetes集群名称

将文本框中的内容保存至~/.kube/config文件中。然后执行kubectl version命令，显示如下信息表示连接成功：

3. Kubernetes集群集成京东云镜像仓库

参考帮助文档链接：https://docs.jdcloud.com/cn/jcs-for-kubernetes/deploy-container-registry

3.1 创建具有时效性的secret

在Linux云主机shell中操作：

kubectl create secret docker-registry my-secret -n kube-system --docker-server=pocexam-cn-north-1.jcr.service.jdcloud.com --docker-username=jdcloud --docker-password=z7G4sQTHMaNG0GRN --docker-email=[e-mail]

需要注意如下参数的值：

• docker-server：你创建的镜像仓库的注册表URL。
• docker-username：默认jdcloud，无需修改。
• docker-password：在临时令牌中获取，详情参考下图（获取secret所需的临时密码）。
• docker-email：用户自定义邮箱。
• -n参数，默认为default namespace，本次部署绑定到kube-system。未来yaml配置文件中，你要创建pod或者deployment所在的namesapce，必须与本次创建的secret所在的namesapce保证一直，否则会出现ErrImagePullw的问题。

3.1.1 获取secret所需的临时密码

在镜像仓库中选择注册表，点击获取临时令牌

红框中标识的内容即临时密码。

3.2 自动定期获取临时令牌，长期有效

shell中执行如下命令：

#创建相关基于角色的访问控制（RBAC）
kubectl apply -f https://pocexam.s3.cn-north-1.jdcloud-oss.com/jcr-credential-rbac.yaml

下载jcr-credential-cron.yaml文件，设定每一个小时获取临时令牌，请使用时添加JDCLOUD_ACCESS_KEY和JDCLOUD_SECRET_KEY内容。

cd ~
wget https://pocexam.s3.cn-north-1.jdcloud-oss.com/jcr-credential-cron.yaml

修改部分变量的值：

apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
  name: jdcloud-jcr-credential-cron
spec:
  schedule: "0 */1 * * *" # 0代表每小时的整点，您可以根据需要修改时间，如改成15代表每小时的第15分钟获取临时令牌。
  successfulJobsHistoryLimit: 2
  failedJobsHistoryLimit: 2  
  jobTemplate:
    spec:
      backoffLimit: 4
      template:
        spec:
          serviceAccountName: default
          terminationGracePeriodSeconds: 0
          restartPolicy: Never
          hostNetwork: true
          containers:
          - name: jcr-token-refresher
            imagePullPolicy: Always
            image: jdcloudcli/jdcloud-cli:latest
            command:
            - "/bin/sh"
            - "-c"
            - |
              ##REGISTRY_NAME变量需要修改为你的的镜像仓库注册表的名称
              REGISTRY_NAME=XXX
              ##JCR_REGION变量需要修改为你的镜像仓库所在的region
              JCR_REGION=cn-north-1
              DOCKER_REGISTRY_SERVER=https://${REGISTRY_NAME}-${JCR_REGION}.jcr.service.jdcloud.com
              DOCKER_USER=jdcloud
              ##JDCLOUD_ACCESS_KEY和JDCLOUD_SECRET_KEY需要修改为你的pin的AK、SK的值
              JDCLOUD_ACCESS_KEY=xxxxxxxxxxxxxx
              JDCLOUD_SECRET_KEY=xxxxxxxxxxxxx
              jdc configure add --profile ${DOCKER_USER} --access-key ${JDCLOUD_ACCESS_KEY} --secret-key ${JDCLOUD_SECRET_KEY}
              PRECHECK=`jdc cr get-authorization-token --region-id ${JCR_REGION} --registry-name ${REGISTRY_NAME} |jq .result.authorizationToken`
              if [ 'null' = "$PRECHECK" ]; then
                  echo "jdc cr call failed no valid content" 
                  exit 0 
              else
                  echo "jdc cr call return authentication string"
              fi;
              DOCKER_PASSWORD=`echo ${PRECHECK} | base64 -d |cut  -d  ':' -f2`
              kubectl delete secret my-secret || true
              echo "0:"$PRECHECK
              echo "1:"$DOCKER_REGISTRY_SERVER
              echo "2:"$DOCKER_USER
              echo "3:"$DOCKER_PASSWORD46/15555780261891.jpg)









              kubectl create secret docker-registry my-secret \
              --docker-server=$DOCKER_REGISTRY_SERVER \
              --docker-username=$DOCKER_USER \
              --docker-password=$DOCKER_PASSWORD \
              ##docker-email修改为你的邮箱地址
              --docker-email=[e-mail]
              kubectl patch serviceaccount default  -p '{"imagePullSecrets":[{"name":"my-secret"}]}' # kubectl patch  $SERVICEACCOUNT xxxxx  -n $NAMESPACEOFSERVICEACCOUNT

变量修改完成后，shell中执行如下命令，创建Kubernetes的计划任务：

kubectl apply -f jcr-credential-cron.yaml

4. 部署dashboard

在Linux云主机中执行如下命令，下载dashboard相关yaml配置文件：

wget https://pocexam.s3.cn-north-1.jdcloud-oss.com/db.yml

需要修改镜像地址为之前上传的Kubernetes-dashboard地址：

# Copyright 2017 The Kubernetes Authors.
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.

# ------------------- Dashboard Secret ------------------- #

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard-certs
  namespace: kube-system
type: Opaque

---
# ------------------- Dashboard Service Account ------------------- #

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system

---
# ------------------- Dashboard Role & Role Binding ------------------- #

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-minimal
  namespace: kube-system
rules:
  # Allow Dashboard to create 'kubernetes-dashboard-key-holder' secret.
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  verbs: ["create"]
  # Allow Dashboard to create 'kubernetes-dashboard-settings' config map.
- apiGroups: [""]
  resources: ["configmaps"]
  verbs: ["create"]
  # Allow Dashboard to get, update and delete Dashboard exclusive secrets.
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  resourceNames: ["kubernetes-dashboard-key-holder", "kubernetes-dashboard-certs"]
  verbs: ["get", "update", "delete"]
  # Allow Dashboard to get and update 'kubernetes-dashboard-settings' config map.
- apiGroups: [""]
  resources: ["configmaps"]
  resourceNames: ["kubernetes-dashboard-settings"]
  verbs: ["get", "update"]
  # Allow Dashboard to get metrics from heapster.
- apiGroups: [""]
  resources: ["services"]
  resourceNames: ["heapster"]
  verbs: ["proxy"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["services/proxy"]
  resourceNames: ["heapster", "http:heapster:", "https:heapster:"]
  verbs: ["get"]

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-minimal
  namespace: kube-system
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name: kubernetes-dashboard-minimal
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system

---
# ------------------- Dashboard Deployment ------------------- #

kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
spec:
  replicas: 1
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kubernetes-dashboard
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kubernetes-dashboard
    spec:
      containers:
      - name: kubernetes-dashboard
        ##此处修改为你之前上传到镜像仓库的dashboard地址
        image: Myregistry-cn-north-1.jcr.service.jdcloud.com/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1
        ports:
        - containerPort: 8443
          protocol: TCP
        args:
          - --auto-generate-certificates
          # Uncomment the following line to manually specify Kubernetes API server Host
          # If not specified, Dashboard will attempt to auto discover the API server and connect
          # to it. Uncomment only if the default does not work.
          # - --apiserver-host=http://my-address:port
        volumeMounts:
        - name: kubernetes-dashboard-certs
          mountPath: /certs
          # Create on-disk volume to store exec logs
        - mountPath: /tmp
          name: tmp-volume
        livenessProbe:
          httpGet:
            scheme: HTTPS
            path: /
            port: 8443
          initialDelaySeconds: 30
          timeoutSeconds: 30
      volumes:
      - name: kubernetes-dashboard-certs
        secret:
          secretName: kubernetes-dashboard-certs
      - name: tmp-volume
        emptyDir: {}
      serviceAccountName: kubernetes-dashboard
      imagePullSecrets:
        - name: my-secret
      # Comment the following tolerations if Dashboard must not be deployed on master
      tolerations:
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        effect: NoSchedule

---
# ------------------- Dashboard Service ------------------- #
# ------------------- 此处设置在京东云自动创建LB并绑定带宽为10Mbps的公网IP------------------- #
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: dashboard-lb
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 9443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30063
  type: LoadBalancer
  selector:
     k8s-app: kubernetes-dashboard

shell中创建Kubernetes deployment：

kubectl apply -f db.yml

查看集群中所有的service：

kubectl get svc --all-namespaces

可以看到正在创建LB对应的公网IP：

稍等1分钟左右再查看，可以看到LB已绑定公网IP：

查看所有namespace的pod，可以看到已成功pull：

5. 访问dashboard

使用Chrome或者Firefox浏览器访问service所绑定的公网IP以及对应端口，本次实验中访问：https://192.168.125.165:9443，会看到如下信息：

本次访问我们使用令牌访问全部权限。认证时的账号必须为ServiceAccount，被dashboard的pod拿来由kubernetes进行认证。

5.1 创建ServiceAccount

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system

5.2 绑定相关Role

kubectl create clusterrolebinding dashboard-cluster-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

相关参数：

• clusterrole：指定使用的集群角色，系统默认自带很多，建议指定。
• serviceaccount：指定认证使用的ServiceAccount，由上一步创建。

5.3 获取ServiceAccount使用的Secret

kubectl describe sa dashboard-admin -n kube-system

由此可知，本例中dashboard-admin-token-wf2tj为使用的Secret。

5.4 获取Token

执行shell命令查看对应secret相关信息：

kubectl describe secrets -n kube-system dashboard-admin-token-wf2tj

下图中获取到的token即访问凭证。

将其复制粘贴到浏览器中即可登录成功：

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