作者：段威（段少）

在當今的多叢集業務場景下，我們經常遇到的需求有：分發到多個指定叢集、按業務規劃實現分組分發、以及對多叢集進行差異化配置等等。

KubeVela v1.3 在之前的多叢集功能上進行了迭代，本文將為你揭示，如何使用 KubeVela 進行多叢集應用的部署與管理，實現以上的業務需求。

## 開始之前
1. 準備一個 Kubernetes 叢集作為 KubeVela 的控制平面。
2. 確保 KubeVela v1.3[1] 和 KubeVela CLI v1.3.0 已經安裝成功。
3. 你要管理的子叢集列表 kubeconfig。我們將以 beijing-1，beijing-2 和 us-west-1 這 3 個叢集為例。
4. 下載並結合 multi-cluster-demo[2] 來更好的理解，如何使用 KubeVela 多叢集能力。

## 分發到多個指定叢集

對多個指定叢集進行分發是最基本的多叢集管理操作。在 KubeVela 中，你將使用一個叫做 topology 的應用策略來實現它。叢集以陣列的形式，列在其屬性的 clusters 欄位裡。
首先讓我們確保切換 KUBECONFIG 到準備好的管控叢集，使用 vela cluster join 將  beijing-1，beijing-2 和 us-west-1 這 3 個叢集全部納管進來：

```css
➜   vela cluster join beijing-1.kubeconfig --name beijing-1
➜   vela cluster join beijing-2.kubeconfig --name beijing-2
➜   vela cluster join us-west-1.kubeconfig --name us-west-1
➜   vela cluster list
CLUSTER          TYPE             ENDPOINT                   ACCEPTED  LABELS
beijing-1        X509Certificate  https://47.95.22.71:6443   true
beijing-2        X509Certificate  https://47.93.117.83:6443  true
us-west-1        X509Certificate  https://47.88.31.118:6443  true
```

接著開啟 multi-cluster-demo，檢視 basic.yaml：

```css
apiVersion: core.oam.dev/v1beta1
kind: Application
metadata:
  name: example-app
  namespace: default
spec:
  components:
    - name: hello-world-server
      type: webservice
      properties:
        image: crccheck/hello-world
        port: 8000
      traits:
        - type: scaler
          properties:
            replicas: 3
        - type: gateway
          properties:
            domain: testsvc-mc.example.com
            # classInSpec : true   如果你所下發的叢集裡有安裝 v1.20 以下版本的 Kubernetes ，請加上這個欄位
            http:
              "/": 8000
  policies:
    - type: topology
      name: beijing-clusters
      properties:
        clusters: ["beijing-1","beijing-2"]
```

可以看到，這個應用使用了 webservice 型別的元件，最後透過 topology 的應用策略分別向 beijing-1 和 beijing-2 兩個叢集分發 3 副本 Deployment。

**請注意，管控叢集對子叢集下發資源成功的前提是，子叢集必須有已經新建的對應名稱空間。由於每個叢集預設都有 default 名稱空間，所以可以正常下發。假設我們將 basic.yaml 的名稱空間改成 multi-cluster ，則會收到報錯：**

```css
apiVersion: core.oam.dev/v1beta1
kind: Application
metadata:
  name: example-app
  namespace: default
spec:
  components:
    - name: hello-world-server
      type: webservice
      properties:
        image: crccheck/hello-world
        port: 8000
      traits:
        - type: scaler
          properties:
            replicas: 3
        - type: gateway
          properties:
            domain: testsvc-mc.example.com
            # classInSpec : true   如果你所下發的叢集裡有安裝 v1.20 以下版本的 Kubernetes ，請加上這個欄位
            http:
              "/": 8000
  policies:
    - type: topology
      name: beijing-clusters
      properties:
        clusters: ["beijing-1","beijing-2"]
```

**在未來的 KubeVela 版本中，我們將支援使用鑑權系統，更便捷更安全的完成這項操作：透過管控叢集一鍵在子叢集建立名稱空間。**

完成子叢集名稱空間建立後，切回管控叢集建立應用並下發資源：

```css
➜   vela up -f basic.yaml
Applying an application in vela K8s object format...
"patching object" name="example-app" resource="core.oam.dev/v1beta1, Kind=Application"
✅ App has been deployed ???
    Port forward: vela port-forward example-app
             SSH: vela exec example-app
         Logging: vela logs example-app
      App status: vela status example-app
```css
  Service status: vela status example-app --svc hello-world-server
```

我們透過 vela status  檢視服務相關資訊：

```css
➜   vela status example-app
About:
  Name:        example-app
  Namespace:   default
  Created at:  2022-03-25 17:42:33 +0800 CST
  Status:      running
Workflow:
  mode: DAG
  finished: true
  Suspend: false
  Terminated: false
  Steps
  - id:wftf9d4exj
    name:deploy-beijing-clusters
    type:deploy
    phase:succeeded
    message:
Services:
  - Name: hello-world-server
    Cluster: beijing-1  Namespace: default
    Type: webservice
    Healthy Ready:3/3
    Traits:
      ✅ scaler      ✅ gateway: Visiting URL: testsvc-mc.example.com, IP: 60.205.222.30
  - Name: hello-world-server
    Cluster: beijing-2  Namespace: default
    Type: webservice
    Healthy Ready:3/3
    Traits:
      ✅ scaler      ✅ gateway: Visiting URL: testsvc-mc.example.com, IP: 182.92.222.128
```

beijing-1 和 beijing-2 都下發了對應的資源，它們可供外部訪問的 IP 地址也顯示出來，你因而可以用你希望的方式供使用者訪問了。

## 使用叢集 labels 按需分組分發

除了上述的基本操作，我們常常會遇到另外的情況：跨地域部署到某些叢集、指定哪個雲廠商的叢集等等。為了實現類似這樣的需求，可以使用多叢集的 labels 功能。

在這裡，假設 us-west-1 叢集來自 AWS，我們要額外分發應用到 AWS 的叢集，則可以使用 vela cluster labels add 來對叢集進行標記。當然，如果還有 us-west-2 等多個 AWS 相關叢集，同樣進行標記後，將會統一下發：

```css
➜  ~ vela cluster labels add us-west-1 provider=AWS
Successfully update labels for cluster us-west-1 (type: X509Certificate).
provider=AWS
➜  ~ vela cluster list
CLUSTER          TYPE             ENDPOINT                   ACCEPTED  LABELS
beijing-1        X509Certificate  https://47.95.22.71:6443   true
beijing-2        X509Certificate  https://47.93.117.83:6443  true
us-west-1        X509Certificate  https://47.88.31.118:6443  true      provider=AWS
```

接下來我們對 basic.yaml 進行更新，新增一個應用策略 topology-aws：

```css
...
  policies:
    - type: topology
      name: beijing-clusters
      properties:
        clusters: ["beijing-1","beijing-2"]
    - type: topology
      name: topology-aws
      properties:
        clusterLabelSelector:
          provider: AWS
```

為了方便你學習，請直接部署基於 basic.yaml 更新後的 intermediate.yaml：

```css
➜  ~ vela up -f intermediate.yaml
```

再次檢視應用的狀態：

```css
➜   vela status example-app
...
  - Name: hello-world-server
    Cluster: us-west-1  Namespace: default
    Type: webservice
    Healthy Ready:3/3
    Traits:
      ✅ scaler      ✅ gateway: Visiting URL: testsvc-mc.example.com, IP: 192.168.40.10
```

## 透過應用策略進行配置差異化

除了在 basic.yaml 裡定義的 deploy-beijing 這種應用策略，我們往往有更多的應用策略需求，比如高可用，希望單獨給某些資源分發 5 個副本。這樣的話，使用 override 型別的應用策略即可：

```css
...        
        clusterLabelSelector:
          provider: AWS
    -  type: override
       name: override-high-availability
       properties:
          components:
            - type: webservice
              traits:
              - type: scaler
                properties:
                  replicas: 5
```

同時假設，我們希望的是，給 AWS 的應用分發並設定為高可用。那我們可以使用 KubeVela 提供的專門用於定義過程控制的工作流來管理。我們使用如下的一個工作流，它希望將本次應用部署，首先透過 deploy-beijing 的應用策略，分發給北京的叢集們，接著給 Label 為 AWS 的叢集分發 5 個副本高可用的應用策略：

```css
...                
                properties:
                  replicas: 5
  workflow:
    steps:
      - type: deploy
        name: deploy-beijing
        properties:
          policies: ["beijing-clusters"]
      - type: deploy
        name: deploy-aws
        properties:
          policies: ["override-high-availability","topology-aws"]
```

接著我們給 intermediate.yaml 加上以上的應用策略和工作流後，更新為 advanced.yaml：

```css
...
  policies:
    - type: topology
      name: beijing-clusters
      properties:
        clusters: ["beijing-1","beijing-2"]
    - type: topology
      name: topology-aws
      properties:
        clusterLabelSelector:
          provider: AWS
    -  type: override
       name: override-high-availability
       properties:
          components:
            - type: webservice
              traits:
              - type: scaler
                properties:
                  replicas: 5
  workflow:
    steps:
      - type: deploy
        name: deploy-beijing
        properties:
          policies: ["beijing-clusters"]
      - type: deploy
        name: deploy-aws
        properties:
          policies: ["override-high-availability","topology-aws"]
```

然後對其進行部署，並再次檢視應用的狀態：

```css
➜   vela up -f advanced.yaml
Applying an application in vela K8s object format...
"patching object" name="example-app" resource="core.oam.dev/v1beta1, Kind=Application"
✅ App has been deployed ???
    Port forward: vela port-forward example-app
             SSH: vela exec example-app
         Logging: vela logs example-app
      App status: vela status example-app
  Service status: vela status example-app --svc hello-world-serverapplication.core.oam.dev/podinfo-app configured
  
➜   vela status example-app
...
  - Name: hello-world-server
    Cluster: us-west-1  Namespace: default
    Type: webservice
    Healthy Ready:5/5
    Traits:
      ✅ scaler      ✅ gateway: Visiting URL: testsvc-mc.example.com, IP: 192.168.40.10
```

以上就是本次的全部分享，感謝你的閱讀和試玩。

歡迎你繼續探索 KubeVela v1.3 正式版[3]，這裡有更多差異化配置的進階用法等你發現和使用，比如 override 應用策略如何完成資源型別通配還是針對某些特定元件進行覆蓋等等，以滿足更加複雜的場景需求。

## 相關連結

[1] KubeVela v1.3
https://github.com/oam-dev/kubevela/releases/tag/v1.3.0

[2] multi-cluster-demo
https://github.com/oam-dev/samples/tree/master/12.Multi_Cluster_Demo

[3] 繼續探索 KubeVela v1.3 正式版
https://kubevela.net/zh/docs/install

KubeVela v1.3 多叢集初體驗，輕鬆管理應用分發和差異化配置

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