关于云计算:Sealer-09-帮助集群和分布式应用实现-Build-ShareRun

新春之际，很快乐在此时发表 Sealer[1] 0.9 版本的正式公布。Sealer 是一款致力于摸索面向分布式应用的疾速打包、交付和运行的解决方案。2021 年 5 月 Sealer 我的项目正式开源；短短一年工夫，Sealer 在 2022 年 4 月成为 CNCF Sandbox 我的项目。

Sealer 0.9 版本中，其在外围定位上由专一“集群维度的 Build，Share，Run”降级为“以集群为根底，以利用为核心，帮忙集群和分布式应用实现 Build, Share，Run”，并重点加强了对利用的反对能力。

Docker Image 很好的解决了单机利用的打包交付问题，而 Sealer Image[2] 尝试在集群维度，解决类 Kubernetes 集群以及分布式应用的打包交付问题。Sealer Image 基于蕴含内容将 Sealer Image 分为集群镜像和利用镜像。其中：

集群镜像，示意一个镜像蕴含 cluster runtime，如 Kubernetes、K0S、K3S 等。Run 阶段既会装置集群也会装置利用（如果蕴含了利用）
利用镜像，示意一个镜像未蕴含 cluster runtime，其须要基于已有的集群进行装置。

Kubefile 中 LABEL 指令相似 Dockerfile LABEL 指令，容许用户针对 Sealer Image 指定一些元数据信息，这些元数据信息在构建实现后可通过 sealer inspect 命令查看。

其中，Sealer 官网保留以 *http://sealer.io/ 为前缀的 label key，如：针对集群镜像，通过 LABEL 可申明集群镜像反对的能力列表等信息

http://cluster.alpha.sealer.i…，反对的集群类型，如 kubernetes, k0s, k3s 等
http://cluster.alpha.sealer.i…，反对的集群 runtime 的版本，如 kubernetes 版本
http://cluster.alpha.sealer.i…，反对的 container runtime 类型，如 docker，containerd 等
http://cluster.alpha.sealer.i…，反对的 container runtime 版本，如 docker 版本
http://cluster.alpha.sealer.i…，反对的 CNI 列表，如 calico，flannel 等
http://cluster.alpha.sealer.i…，反对的 CSI 列表，如 alibaba-cloud-csi-driver 等

针对利用镜像，通过 LABEL 可申明利用镜像兼容的 kube runtime 版本等信息，通过申明解耦集群镜像

http://app.alpha.sealer.io/su…，利用镜像反对的 kube runtime 版本，其值定义 Semantic Versioning 2.0.0[3]。另外，Kubefile 中也可通过 KUBEVERSION 指令快捷定义该 label 的值。

集群镜像 Kubefile：

FROM sealerio/kubernetes:v1.22.15

# Add some metadata to an image just like `Dockerfile LABEL instruction`.
# An image can have more than one label. You can specify multiple labels on a single line.
# 
# NOTE: 
# 1. In general, a base image should declare supported cluster runtimes, container runtimes, etc.
# 2. Sealer reserves all label keys prefixed with `sealer.io`.
# 3. All labels will be inherited by child image.
# LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...
# LABEL <key>=<value> \
#       <key>=<value> \
#       <key>=<value> ...
LABEL "cluster.alpha.sealer.io/cluster-runtime-version"="v1.22.15"
# such as kubernetes, k0s, k3s, etc
LABEL "cluster.alpha.sealer.io/cluster-runtime-type"="kubernetes" 
LABEL "cluster.alpha.sealer.io/container-runtime-type"="docker"
LABEL "cluster.alpha.sealer.io/container-runtime-version"="20.10.14"
......

利用镜像 Kubefile：

FROM scratch

# A SemVer range of compatible Kubernetes versions by the applications.
# If there are multiple apps in the `Kubefile`, you should take the intersection of the cluster versions they support
# The label `app.alpha.sealer.io/supported-kube-version` will be gernetated with `KUBEVERSION`.
# For a detailed explanation of supported semver constraints see [Masterminds/semver](https://github.com/Masterminds/semver).
KUBEVERSION 1.22 - 1.24

LABEL "created-by"="sealer.io"
......

为了让使用者在获取到一个镜像后，可能清晰的晓得一个镜像蕴含的内容以及行为。在 build image 阶段，Sealer 能够通过 sealer build –type kube-installer | app-installer 为构建进去的 Sealer Image 打标。

1.kube-installer，集群镜像。

2.app-installer，利用镜像。

（sealer build –type app-installer），部署在基于 Sealer 集群镜像部署的集群内，仅需简略单单一条命令即可，用户也不须要再关怀集群节点信息等。

TODO: 针对利用镜像申明反对的 KUBEVERSION，运行利用镜像时验证此版本束缚

sealer run {{.appImageName}}

Kubefile 新减少 APP 指令，其容许用户定义一个 APP 虚构对象，通过 CNI、CSI 指令别离反对 CNI，CSI 插件的治理，通过 APPCMDS 指令为 APP 指定装置命令，并能够通过 LAUNCH 指令，以 APP 对象为维度抉择启动对象。

APP 指令格局 APP APP_NAME scheme:path1 scheme:path2，其中：

APP 指令在 Kubefile 范畴内可定义屡次
APP_NAME 在 Sealer Image 范畴内需保障惟一
schema 目前反对如下格局：

local://path_rel_2_build_context (build context 中的文件，文件门路为基于 build context 的相对路径）
http(s)://example.yaml（http(s) 近程地址，会在 build 节点主动下载）

path 的目录 / 文件类型目前反对如下类型：

.sh，shell 脚本.yaml |
.yml，kubernetes YAML 文件
Helm Chart 目录

PS: CSI 与 CNI 根本相似，此处不再赘述

CNI 指令格局 CNI CNI_NAME scheme:path1 scheme:path2，通过 CNI 指令能够以一种更标准的形式定义 / 操作 Kubernetes CNI 插件，其中：

CNI 指令实质上是指定了 CNI 网络插件类型的 APP，所有个性与 APP 指令雷同
CNI 指令相比 APP 指令，会主动生成 label key http://cluster.alpha.sealer.i… 申明镜像反对的 CNI 网络插件列表，例如: “http://cluster.alpha.sealer.io/kube-cni”: [“calico”, “flannel”]

APPCMDS 指令格局 APPCMDS APP_NAME [“executable”,”param1″,”param2″]，其中:

相似 Dockerfile CMD 指令，但其作用域为 APP 维度
针对同一个 APP_NAME，如果有多个 APPCMDS 被指定，仅最初一个失效

LAUNCH 指令格局 LAUNCH [“APP_NAME_1”, “APP_NAME_2”]，其中：

LAUNCH 指令在 Kubefile 范畴内仅可定义一份
如果 APPCMDS 未指定，则 LAUNCH 指令会尝试主动解析文件类型，并主动生成执行行为
FROM 镜像中蕴含的 LAUCH 指令不失效，仅最初一个 LAUNCH 指令失效（例如：对于子镜像，如果须要，须要在子镜像中从新填写父镜像中的 LAUNCH 指令）
APP_NAME 能够是 Sealer Image 范畴内的，容许指定 FROM 镜像中申明的 APP_NAME

群镜像 Kubefile：

FROM sealerio/kubernetes:v1.22.15

# Override or provide CNI plugins, the syntax is same with `APP`. In fact, we can think of CNI as a special kind of `APP`.
# And multiple `CNI` definitions can be specified. If the name is the same, the last one takes precedence.
# In addition, the CNI plugin is not only an app, but also reflected in the label `cluster.alpha.sealer.io/kube-cni`.
CNI calico local://install-calico.sh
CNI calico local://install-calico-new.sh
CNI flannel local://flannel.yaml

# Override or provide CRI plugins just like `CNI`.
# In addition, the CNI plugin is not only an app, but also reflected in the label `cluster.alpha.sealer.io/kube-csi`.
CSI alibaba-c

利用镜像 Kubefile：

FROM scratch

# A SemVer range of compatible Kubernetes versions by the applications.
# If there are multiple apps in the `Kubefile`, you should take the intersection of the cluster versions they support
# NOTE: This value will not be inherited.
# The label `app.alpha.sealer.io/supported-kube-version` will be gernetated with `KUBEVERSION`.
# For a detailed explanation of supported semver constraints see [Masterminds/semver](https://github.com/Masterminds/semver).
KUBEVERSION 1.22 - 1.24

# add redis app
# ["kubectl apply -f redis.yaml"] will be executed
APP redis local://redis.yaml

# add nginx app
# ["kubectl apply -f nginx.yaml -n nginx-namespace"] will be executed
APP nginx local://nginx.yaml
# `APPCMDS` specify the cmds for a specified app and the context is the dir of specified app.
# The `APPCMDS` instruction format: ["executable","param1","param2"]
# If there are more than one `APPCMDS` for a `APP` then only the last `APPCMDS` will take effect.
APPCMDS nginx ["kubectl apply -f nginx.yaml -n nginx-namespace"]

# add mysql app
# ["helm install mysql . -f values.yaml --set key=value"] will be executed
APP mysql local://charts/mysql/ local://values.yaml
# `APPCMDS` must be specified when the app has multiple files
APPCMDS mysql ["helm install mysql .",  "-f values.yaml",  "--set key=value"]

LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...
LABEL "created-by"="sealer.io"

# The following operation will be executed:
# ["kubectl apply -f nginx.yaml -n nginx-namespace", "helm install mysql . -f values.yaml --set key=value"]
LAUNCH ["nginx", "mysql"]

Clusterfile 中，同样能够以 APP 为维度进行运行前的配置变更。

通过 ClusterSpec.appNames 笼罩 Kubefile 中的 LAUNCH 指令值，如下所示，Kubefile 中蕴含了 nginx，mysql 两个 APP，在 appNames 中只需一条简略的配置 appNames: [“nginx”]，即可变更运行镜像的启动行为为只运行 nginx 这个 APP。
通过 Application Config，同样能够十分便捷的笼罩 Kubefile 中针对 APP 指定的 APPCMDS 内容，在运行态自定义启动命令。（同时社区也正在推动反对 APP 蕴含的文件的批改能力，详情可参考 #1969[4]）

apiVersion: sealer.cloud/v2
kind: Cluster
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  image: myimage-with-nginx-mysql:v1
  appNames: ["nginx"]
  ......
---
apiVersion: sealer.io/v2
kind: Application
metadata:
  name: my-apps
spec:
    configs:
    - name: app1
      launch:
        cmds:
        - kubectl apply -f ns.yaml
        - kubectl apply -f nginx.yaml -n namespace
    - name: app2
      launch:
        cmds:
        - helm install my-nginx bitnami/nginx
    - name: app3
      launch:
        cmds:
        - bash nginx.sh

本着谋求凋谢生态的初心，在开放性和规范划上 Sealer 社区也尝试更进一步。基于轻量化 buildah[5] 降级 Sealer 镜像引擎，全面兼容 OCI 规范。

私有化交付场景下，如何将依赖的所有容器镜像，在用户无感知的状况下带入到私有化环境中并应用。

之前版本中，Sealer 社区尝试通过定制化 docker 配置项，在 docker daemon 层面实现镜像优先从内置镜像仓库拉取，内置镜像仓库不存在则从近程仓库拉取。

///daemon.json 定义 
{
  "mirror-registries":[
      {
        "domain": "*",
        "mirrors": ["http://sea.hub:5000", "https://mirror.test2.com"]
      }
  ],
  "insecure-registries": ["sea.hub:5000", "mirror.test1.com"]
}

上述计划的确很好的解决了镜像代理的问题，但其有肯定的局限性：

不兼容用户已有 docker，要求环境内不存在或者卸载 docker
针对自定义 Docker 需要，同样须要进行如上的定制化配置
上述计划仅针对 Docker Engine 无效，对 containerd 等其余 container runtime 须要另做解决通过摸索，Sealer 社区探讨后思考基于社区规范的 kubernetes 扩大机制来解决上述问题。

通过调研，Kyverno[6] 是一款 Kubernetes policy 引擎，其能够以一种非常简单的配置形式反对对 Kubernetes 资源进行校验和批改能力，同时其针对 K0s，K3s 等 cluster runtime 同样实用。

接下来，Sealer 将会持续秉持以集群为根底，以利用为核心，持续在打包、交付和运行的路线上继续摸索。

以利用为核心，构建欠缺的分布式应用合作生态。

丰盛利用模型，反对利用基于申明能力一键化部署
笼罩利用全生命周期，甚至运维监控能力
扩充生态，如反对更多 APP 类型，如 helm chart/ kube resource/kustomize/shell/ OAM 利用等
打造社区版 Sealer Image Hub，为基于 Sealer Image 的合作提供平台

以集群为根底，构建稳固易用的集群交付能力。

一键撑持大规模集群，解决大规模集群的装置部署、镜像散发等问题
丰盛 container runtime，cluster runtime 反对生态
目前社区同学曾经正在推动 containerd container runtime 和 k0s、k3s cluster runtime 的反对
丰盛集群运行时运维工具箱，例如证书签发、健康检查、OS 审计等
反对集群镜像的降级能力，帮忙用户能够继续应用最新最稳固的集群镜像

CNStack 社区版：https://github.com/alibaba/CNStackCommunityEdition
ACK Distro：https://github.com/AliyunContainerService/ackdistro

[1] Sealer：https://github.com/sealerio/s…
[2] Sealer Image：http://sealer.cool/docs/conce…
[3] Semantic Versioning 2.0.0：https://github.com/Mastermind…
[4] #1969：https://github.com/sealerio/s…
[5] Buildah：https://github.com/containers…
[6] Kyverno：https://github.com/kyverno/ky…

原文链接

本文为阿里云原创内容，未经容许不得转载。

关于云计算:Sealer-09-帮助集群和分布式应用实现-Build-ShareRun

版本详解

加强对利用的反对

利用与集群解耦

Kubefile 反对 LABEL & KUBEVERSION 指令

Build 反对打标镜像类型

Run 简简单单运行利用镜像针对利用镜像

Kubefile 让利用定义更简略

APP 指令

CNI/CSI 指令

APPCMDS 指令

LAUNCH 指令

Kubefile 预览集

Clusterfile 扩大反对利用配置

其余值得关注点

镜像引擎降级，Sealer Image 拥抱 OCI 规范

基于规范的 K8S webhook 能力实现 image policy，不再有 hack

将来布局

更多举荐

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