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与下游集群通信

本节介绍 Rancher 如何配置和管理运行应用和服务的下游集群。

下图显示了 Cluster Controller、Cluster Agent 和 Node Agent 让 Rancher 控制下游集群的。

与下游集群通信

Rancher 组件

以下描述对应于上图中的数字：

  1. 认证代理
  2. Cluster Controller 和 Cluster Agent
  3. Node Agents
  4. 授权集群端点

1. 认证代理​

在此图中，名为 Bob 的用户希望查看在名为 User Cluster 1 的下游集群上运行的所有 Pod。在 Rancher 中，他可以运行 kubectl 命令来查看 Pod。Bob 通过 Rancher 的认证代理进行身份验证。

认证代理将所有 Kubernetes API 调用转发到下游集群。它集成了本地身份验证、Active Directory 和 GitHub 等身份验证方式。在每个 Kubernetes API 调用请求时，认证代理会验证请求方的身份，并在转发给 Kubernetes master 节点之前，设置正确的 Kubernetes 消息头。

Rancher 使用 ServiceAccount 与 Kubernetes 集群通信，该 ServiceAccount 为在 Pod 中运行的进程提供身份。

默认情况下，Rancher 生成一个 kubeconfig 文件，文件包含凭证信息，用于为 Rancher Server 连接下游集群的 Kubernetes API Server 的代理。kubeconfig 文件 (kube_config_rancher-cluster.yml) 包含对集群的完全访问权限。

2. Cluster Controller 和 Cluster Agent​

每个下游集群都有一个 Cluster Agent，用于打开与 Rancher Server 中对应的 Cluster Controller 之间的通道。

每个下游集群有一个 Cluster Controller 和一个 Cluster Agent。每个 Cluster Controller 都能：

  • 检测下游集群中的资源变化
  • 将下游集群的当前状态变更到目标状态
  • 配置集群和项目的访问控制策略
  • 通过调用所需的 Docker Machine 驱动和 Kubernetes 引擎（例如 RKE 和 GKE）来配置集群

默认情况下，Cluster Controller 连接到 Cluster Agent，Rancher 才能与下游集群通信。如果 Cluster Agent 不可用，Cluster Controller 可以连接到 Node Agent。

Cluster Agent，也叫做 cattle-cluster-agent，是运行在下游集群中的组件。它具有以下功能：

  • 连接 Rancher 启动的 Kubernetes 集群中的 Kubernetes API。
  • 管理集群内的工作负载，pod 创建和部署。
  • 根据每个集群的全局策略，应用定义的角色和绑定。
  • 通过与 Cluster Controller 之间的通道，实现集群和 Rancher Server 之间的通信，包括事件，统计数据，节点信息和健康状况。

3. Node Agents​

如果 Cluster Agent（也称为 cattle-cluster-agent）不可用，其中一个 Node Agent 会创建一个连接到 Cluster Controller 的通道与 Rancher 通信。

cattle-node-agent 使用 DaemonSet 资源进行部署，以确保它能在 Rancher 启动的 Kubernetes 集群中的每个节点上运行，用于在执行集群操作时与节点交互。集群操作的包括升级 Kubernetes 版本，创建或恢复 etcd 快照等。

4. 授权集群端点​

授权集群端点（ACE）可连接到下游集群的 Kubernetes API Server，而不用通过 Rancher 认证代理调度请求。

授权集群端点仅适用于 Rancher 启动的 Kubernetes 集群，即只适用于 Rancher 使用 RKE 来配置的集群。它不适用于导入的集群，也不适用于托管在 Kubernetes 提供商中的集群（例如 Amazon 的 EKS）。

授权集群端点的主要用途：

  • 在 Rancher 不可用时访问下游集群
  • 在 Rancher Server 和与下游集群之间相距甚远时降低延迟

kube-api-auth 微服务为授权集群端点提供用户验证功能。当使用 kubectl访问下游集群时，集群的 Kubernetes API Server 使用 kube-api-auth 服务作为 webhook 对用户进行身份验证。

与授权集群端点一样，kube-api-auth 的身份验证功能也仅适用于 Rancher 启动的 Kubernetes 集群。

示例场景： 假设 Rancher Server 位于美国，User Cluster 1 与用户 Alice 均位于澳大利亚。Alice 可以使用 Rancher UI 操作 User Cluster 1 中的资源，但她的请求必须从澳大利亚发送到美国的 Rancher Server，然后通过代理返回澳大利亚，即下游集群所在的位置。地理距离可能导致明显延迟，因此，Alice 可以使用授权集群端点来降低延迟。

为下游集群启用授权集群端点后，Rancher 会在 kubeconfig 文件中额外生成一段 Kubernetes 上下文，用于直连到集群。该文件具有 kubectl 和 helm的凭证。

如果 Rancher 出现问题，你需要使用此 kubeconfig 文件中定义的上下文来访问集群。因此，我们建议你导出 kubeconfig 文件，以便在 Rancher 出现问题时，仍能使用文件中的凭证访问集群。详情请参见使用 kubectl 和 kubeconfig 文件访问集群的章节。

重要文件​

维护、排除问题和升级集群需要用到以下文件，请妥善保管这些文件：

  • rancher-cluster.yml：RKE 集群配置文件。
  • kube_config_rancher-cluster.yml：集群的 Kubeconfig 文件，包含完全访问集群的凭证。如果 Rancher 出现问题时，你可以使用此文件认证由 Rancher 启动的 Kubernetes 集群。
  • rancher-cluster.rkestate：Kubernetes 集群状态文件，文件包含用于完全访问集群的凭证。注意：仅在使用 RKE v0.2.0 或更高版本时，才会创建此该文件。

注意：后两个文件名中的 rancher-cluster 部分取决于你命名 RKE 集群配置文件的方式。

有关在没有 Rancher 认证代理和其他配置选项的情况下连接到集群的更多信息，请参见 kubeconfig 文件。

配置 Kubernetes 集群的工具​

Rancher 使用什么工具配置下游集群，取决于集群的类型。

Rancher 为托管在云提供商中的节点启动 Kubernetes​

Rancher 可以动态启动云上（如 Amazon EC2、DigitalOcean、Azure 或 vSphere 等）的节点，然后在节点上安装 Kubernetes。

Rancher 使用 RKE 和 docker-machine 来配置这类型的集群。

Rancher 为自定义节点启动 Kubernetes​

在配置此类集群时，Rancher 会在现有节点上安装 Kubernetes，从而创建自定义集群。

Rancher 使用 RKE 来启动此类集群。

托管的 Kubernetes 提供商​

配置此类集群时，Kubernetes 由云提供商安装，如 GKE、ECS 或 AKS 等。

Rancher 使用 kontainer-engine 配置此类型的集群。

导入的 Kubernetes 集群​

这种情况下，Rancher 需要连接到一个设置好的 Kubernetes 集群。因此，Rancher 不提供 Kubernetes，只设置 Rancher Agent 实现与集群通信。

Rancher Server 组件和源码​

下图展示了 Rancher Server 的组件：

Rancher 组件

Rancher 的 GitHub 代码仓库如下：

以上仅列出部分 Rancher 最重要的仓库。详情请参见参与 Rancher 开源贡献。如需获取 Rancher 使用的所有库和项目，请参见 rancher/rancher 仓库中的 go.mod 文件。