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这期内容当中小编将会给大家带来有关怎么使用kubefed建立Kubernetes Federation，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
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Kubernetes Federation(聯邦) 是實現跨地區與跨服務商多個 Kubernetes 叢集的管理機制。Kubernetes Federation 的架構非常類似純 Kubenretes 叢集，Federation 會擁有自己的 API Server 與 Controller Manager 來提供一個標準的 Kubernetes API，以及管理聯邦叢集，並利用 Etcd 來儲存所有狀態，不過差異在於 Kubenretes 只管理多個節點，而 Federation 是管理所有被註冊的 Kubernetes 叢集。
Federation 使管理多個叢集更為簡單，這主要是透過兩個模型來實現：
跨叢集的資源同步(Sync resources across clusters)：提供在多個叢集中保持資源同步的功能，如確保一個 Deployment 可以存在於多個叢集中。
跨叢集的服務發現(Cross cluster discovery:)：提供自動配置 DNS 服務以及在所有叢集後端上進行負載平衡功能，如提供全域 VIP 或 DNS record，並透過此存取多個叢集後端。
Federation 有以下幾個好處：
跨叢集的資源排程，能讓 Pod 分配至不同叢集的不同節點上執行，如果當前叢集超出負荷，能夠將額外附載分配到空閒叢集上。
叢集的高可靠，能夠做到 Pod 故障自動遷移。
可管理多個 Kubernetes 叢集。
跨叢集的服務發現。
雖然 Federation 能夠降低管理多叢集門檻，但是目前依據不建議放到生產環境。以下幾個原因：
成熟度問題，目前還處與 Alpha 階段，故很多功能都還處於實現性質，或者不太穩定。
提升網路頻寬與成本，由於 Federation 需要監控所有叢集以確保當前狀態符合預期，因是會增加額外效能開銷。
跨叢集隔離差，Federation 的子叢集git有可能因為 Bug 的引發而影響其他叢集運行狀況。
個人用起來不是很穩定，例如建立的 Deployment 刪除很常會 Timeout。
支援的物件資源有限，如不支援 StatefulSets。可參考 API resources。
Federation 主要包含三個元件：
federation-apiserver：主要提供跨叢集的 REST API 伺服器，類似 kube-apiserver。
federation-controller-manager：提供多個叢集之間的狀態同步，類似 kube-controller-manager。
kubefed：Federation CLI 工具，用來初始化 Federation 元件與加入子叢集。
本次安裝作業系統採用Ubuntu 16.04 Server，測試環境為實體機器，共有三組叢集：
Federation 控制平面叢集(簡稱 F):
| IP Address | Host | vCPU | RAM |
|---|---|---|---|
| 172.22.132.31 | k8s-f-m1 | 4 | 16G |
| 172.22.132.32 | k8s-f-n1 | 4 | 16G |
叢集 A:
| IP Address | Host | vCPU | RAM |
|---|---|---|---|
| 172.22.132.41 | k8s-a-m1 | 8 | 16G |
| 172.22.132.42 | k8s-a-n1 | 8 | 16G |
叢集 B:
| IP Address | Host | vCPU | RAM |
|---|---|---|---|
| 172.22.132.51 | k8s-b-m1 | 8 | 16G |
| 172.22.132.52 | k8s-b-n1 | 8 | 16G |
安裝與進行 Federation 之前，需要確保以下條件達成：
所有叢集的節點各自部署成一個 Kubernetes 叢集，請參考 用 kubeadm 部署 Kubernetes 叢集。
修改 F、A 與 B 叢集的 Kubernetes config，並將 A 與 B 複製到 F 節點，如修改成以下：
...
...
name: k8s-a-cluster
contexts:
- context:
cluster: k8s-a-cluster
user: a-cluster-admin
name: a-cluster-context
current-context: a-cluster-context
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: a-cluster-admin
user:
...這邊需要修改每個叢集 config。
接著在 F 叢集合併 F、A 與 B 三個 config，透過以下方式進行：
$ ls a-cluster.conf b-cluster.conf f-cluster.conf $ KUBECONFIG=f-cluster.conf:a-cluster.conf:b-cluster.conf kubectl config view --flatten > ~/.kube/config $ kubectl config get-contexts CURRENT NAME CLUSTER AUTHINFO NAMESPACE a-cluster-context k8s-a-cluster a-cluster-admin b-cluster-context k8s-b-cluster b-cluster-admin * f-cluster-context k8s-f-cluster f-cluster-admin
在 F 叢集安裝 kubefed 工具：
$ wget https://storage.googleapis.com/kubernetes-federation-release/release/v1.9.0-alpha.3/federation-client-linux-amd64.tar.gz
$ tar xvf federation-client-linux-amd64.tar.gz
$ cp federation/client/bin/kubefed /usr/local/bin/
$ kubefed version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"9+", GitVersion:"v1.9.0-alpha.3", GitCommit:"85c06145286da663755b140efa2b65f793cce9ec", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2018-02-14T12:54:40Z", GoVersion:"go1.9.1", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"9", GitVersion:"v1.9.6", GitCommit:"9f8ebd171479bec0ada837d7ee641dec2f8c6dd1", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2018-03-21T15:13:31Z", GoVersion:"go1.9.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}在 F 叢集安裝 Helm 工具，並進行初始化：
$ wget -qO- https://kubernetes-helm.storage.googleapis.com/helm-v2.8.1-linux-amd64.tar.gz | tar -zxf
$ sudo mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/
$ kubectl -n kube-system create sa tiller
$ kubectl create clusterrolebinding tiller --clusterrole cluster-admin --serviceaccount=kube-system:tiller
$ helm init --service-account tiller
# wait for a few minutes
$ helm version
Client: &version.Version{SemVer:"v2.8.1", GitCommit:"6af75a8fd72e2aa18a2b278cfe5c7a1c5feca7f2", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.8.1", GitCommit:"6af75a8fd72e2aa18a2b278cfe5c7a1c5feca7f2", GitTreeState:"clean"}由於本篇是使用實體機器部署 Kubernetes 叢集，因此無法像是 GCP 可以提供 DNS 服務來給 Federation 使用，故這邊要用 CoreDNS 建立自定義 DNS 服務。
首先透過 Helm 來安裝 CoreDNS 使用到的 Etcd：
$ helm install --namespace federation --name etcd-operator stable/etcd-operator $ helm upgrade --namespace federation --set cluster.enabled=true etcd-operator stable/etcd-operator $ kubectl -n federation get po NAME READY STATUS RESTARTS AGE etcd-operator-etcd-operator-etcd-backup-operator-577d56449zqkj2 1/1 Running 0 1m etcd-operator-etcd-operator-etcd-operator-56679fb56-fpgmm 1/1 Running 0 1m etcd-operator-etcd-operator-etcd-restore-operator-65b6cbccl7kzr 1/1 Running 0 1m
完成後就可以安裝 CoreDNS 來提供自定義 DNS 服務了：