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作者| 鄭超  阿里雲高階開發工程師

隨著物聯網技術以及 5G 技術的高速發展，將雲端計算的能力延伸至邊緣裝置端，並透過中心進行統一交付、管控，已成為雲端計算的重要發展趨勢。為服務更多開發者把握這一趨勢，5 月 29 日，阿里巴巴正式對外開源了基於 ACK@Edge（邊緣叢集託管服務）的雲原生邊緣計算框架 —— OpenYurt。

自 OpenYurt 開源以來受到了開發者的關注，今天這篇文章將帶大家快速上手 OpenYurt ，介紹如何使用 OpenYurt 提供的命令列管理工具 Yurtctl， 高效快速地部署 OpenYurt 叢集。

# OpenYurt 介紹

**OpenYurt 主打“雲邊一體化”概念，**依託 Kubernetes 強大的容器應用編排能力，滿足了雲-邊一體化的應用分發、交付、和管控的訴求。相較於其他基於 Kubernetes 的邊緣計算框架，OpenYurt 秉持著“最小修改”原則，透過在邊緣節點安裝 Yurthub 元件，和在雲端部署 Yurt-controller-manager，保證了在對 Kubernetes 零侵入的情況下，提供管理邊緣計算應用所需的相關能力。OpenYurt 能幫使用者解決在海量邊、端資源上完成大規模應用交付、運維、管控的問題，並提供中心服務下沉通道，實現和邊緣計算應用的無縫對接。在設計 OpenYurt 之初，我們就非常強調保持使用者體驗的一致性，不增加使用者運維負擔，讓使用者真正方便地 “Extending your native kubernetes to edge”。

# Yurtctl:一鍵讓原生 K8s 叢集具備邊緣計算能力

為了讓原生 K8s 叢集具備邊緣計算能力，OpenYurt 以 addon 為載體，非侵入式給原生 K8s 增強了如下能力：

- **邊緣自治能力(YurtHub: 已開源)**，保證在弱網或者重啟節點的情況下，部署在邊緣節點上的應用也能正常執行；
- **雲邊協同能力(待開源)**，透過雲邊運維通道解決邊緣的運維需求，同時提供雲邊協同能力；
- **單元化管理能力(待開源)**，為分散的邊緣節點，邊緣應用，應用間流量提供單元化閉環管理能力；
- 其他一些能力。

對於大家比較關心的問題：如何將增強的邊緣計算能力和原生 K8s 無縫融合。基於過往 ACK@Edge 的線上運維經驗，我們開源了 Yurtctl 命令列工具，幫助實現了原生 Kubernetes 和 OpenYurt 之間的無縫轉換以及對 OpenYurt 相關元件的高效運維。

## Yurtctl 的工作原理

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圖 1 - Yurtctl convert 流程

Yurtctl 是一箇中心化的管控工具。在 OpenYurt 雲-邊一體的架構裡，Yurtctl 將直接與 APIServer 進行互動。它藉助原生 Kubernetes 的 Job workload 對每個 node 進行運維操作。如圖1所示，在執行轉換（convert）操作時，Yurtctl 會透過 Job 將一個 servant Pod 部署到使用者指定的邊緣節點上，servant Pod 裡的容器執行的具體操作請參考：[https://github.com/alibaba/openyurt/blob/master/config/yurtctl-servant/setup_edgenode](https://github.com/alibaba/openyurt/blob/master/config/yurtctl-servant/setup_edgenode)。

由於 servant Pod 需要直接操作節點 root 使用者的檔案系統（例如將 yurthub 配置檔案放置於 /etc/kubernetes/manifests 目錄下），並且需要重置系統管理程式（kubelet.service）， servant Pod 中的 container 將被賦予 privileged 許可權，允許其與節點共享 pid namespace，並將藉由 nsenter 命令進入節點主名稱空間完成相關操作。當 servant Job 成功執行後，Job 會自動刪除。如果失敗，Job 則會被保留，方便運維人員排查錯誤原因。藉由該機制，Yurtctl 還可對 Yurthub 進行更新或者刪除。

# 案例：一鍵轉換 OpenYurt 叢集

注：在 ACK 上做 demo 實驗

## 1. 獲取 yurtctl

OpenYurt github 倉庫包括了 yurtctl 的原始碼，下載 OpenYurt 倉庫之後，即可透過編譯獲得 yurtctl，具體命令如下：

```bash
$ make build WHAT=cmd/yurtctl
hack/make-rules/build.sh cmd/yurtctl
Building cmd/yurtctl
```
編譯成功之後，yurtctl 可執行檔案就可以在 `_output/bin/` 目錄下找到。

## 2. 將 Kubernetes 轉換為 OpenYurt

如果我們想將一個雙節點（node1 和 node2）的 Kubernetes 叢集轉換成 OpenYurt 叢集，並且只想讓 node2 成為自治邊緣節點，那麼可以透過執行 yurtctl convert 來實現，具體命令如下：

```bash
$ yurtctl convert --cloud-nodes node1 --provider ack
I0603 14:34:33.714304   40825 convert.go:164] mark node1 as the cloud-node
I0603 14:34:33.719816   40825 convert.go:172] mark node2 as the edge-node
I0603 14:34:33.736609   40825 convert.go:198] deploy the yurt controller manager
I0603 14:34:33.742272   40825 convert.go:210] deploying the yurt-hub and resetting the kubelet service...
I0603 14:34:53.810165   40825 util.go:168] servant job(yurtctl-servant-convert-node2) has succeeded
```

成功配置節點之後，我們需要將邊緣節點標記為自治狀態，具體命令如下：

```bash
$ yurtctl markautonomous # 如果使用者只想標記部分邊緣節點，則可以使用 --autonomous-nodes 選項指定
I0602 11:22:05.610222   89160 markautonomous.go:149] mark node2 as autonomous
```

接著我們就可以測試 node2 在斷網環境下是否能實現節點自治。首先，在 node2 上部署一個測試 pod：

```bash
$ kubectl apply -f-<<eof apiversion:="" v1="" kind:="" pod="" metadata:="" name:="" bbox="" spec:="" nodename:="" node2="" containers:="" image:="" busybox="" command:="" top="" eof="" created="" yurthub="" sudo="" sed="" notready="" running="" node="" controller="" kubectl="" get="" name="" status="" roles="" age="" version="" node1="" ready="" master="" v1.14.8="">   12m   v1.14.8
$ kubectl get pod
NAME   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
bbox   1/1     Running   0          5m12s
```

這時如果將 node2 重啟，我們可以用 `docker ps` （假設節點使用 docker 作為 container runtime）命令來驗證 bbox Pod 會被重新拉起。

```bash
$ docker ps --format 'table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.RunningFor}}' | grep busybox
d0c8134fddc1        busybox          About a minutes ago
```

這是因為 Kubelet 會從 Yurthub 讀取快取的資料，恢復重啟前的Pod狀態。這部分技術細節我們會在後續的文章裡詳細介紹。

## 3. 將 OpenYurt 轉換回 Kubernetes

相對的，透過執行 yurtctl revert 命令，使用者可以將一個 OpenYurt 叢集轉換回 Kubernetes 叢集。假設我們想將上述雙節點 Kubernetes 叢集轉換回 Kubernetes 模式，那麼只需執行以下命令即可（執行該命令前，請先將 node2 上的 yurthub 重新連上 apiserver）：

```bash
$ yurtctl revert
I0603 14:38:55.522376   41016 revert.go:106] label alibabacloud.com/is-edge-worker is removed
I0603 14:38:55.527998   41016 revert.go:116] yurt controller manager is removed
I0603 14:38:55.548354   41016 revert.go:130] ServiceAccount node-controller is created
I0603 14:39:05.572686   41016 util.go:168] servant job(yurtctl-servant-revert-node2) has succeeded
I0603 14:39:05.572718   41016 revert.go:142] yurt-hub is removed, kubelet service is reset
```

如果還想了解更多 yurtctl 的使用方法，請參考 OpenYurt github 倉庫下的[ ]()yurtctl的教程：[https://github.com/alibaba/openyurt/tree/master/docs/tutorial](https://github.com/alibaba/openyurt/tree/master/docs/tutorial)。

# What's Next

Yurtctl 目標是成為運維人員管理 OpenYurt 叢集的有力工具。因此我們會持續演進 Yurtctl 以支援 OpenYurt 的新功能和新增的運維流程或場景。例如，不久之後 OpenYurt 還將開源 Yurttunnel，Yurtunit 等元件，Yurtctl 也將對這些元件提供支援。我們同時歡迎大家提出對 Yurtctl 的需求，一起努力使其更加完善。

# 社群建設

OpenYurt 社群歡迎新使用者加入和參與共建。使用者可以透過 [Github issue](https://github.com/alibaba/openyurt/issues) 獲取技術支援、報告 bug、提出需求意見等，或者透過 OpenYurt 使用者釘釘群直接和core開發人員取得聯絡。（歡迎釘釘搜尋群號加入交流群：31993519）

歡迎參與共建：OpenYurt 專案地址 - [https://github.com/alibaba/openyurt](https://github.com/alibaba/openyurt)

# 課程推薦

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OpenYurt 開箱測評 | 一鍵讓原生 K8s 叢集具備邊緣計算能力

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