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5.3. 在 vSphere 上创建 Windows 机器集

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您可以在 VMware vSphere 上的 OpenShift Container Platform 集群中创建 Windows MachineSet 对象来满足特定目的。例如,您可以创建基础架构 Windows 机器集和相关机器,以便将支持的 Windows 工作负载转移到新的 Windows 机器上。

先决条件

  • 已使用 Operator Lifecycle Manager(OLM)安装 Windows Machine Config Operator(WMCO)。
  • 您可以使用受支持的 Windows Server 作为操作系统镜像。

5.3.1. Machine API 概述

Machine API 将基于上游 Cluster API 项目的主要资源与自定义 OpenShift Container Platform 资源相结合。

对于 OpenShift Container Platform 4.12 集群,Machine API 在集群安装完成后执行所有节点主机置备管理操作。由于此系统的缘故,OpenShift Container Platform 4.12 在公有或私有云基础架构之上提供了一种弹性动态置备方法。

两种主要资源分别是:

Machines
描述节点主机的基本单元。机器具有 providerSpec 规格,用于描述为不同云平台提供的计算节点的类型。例如,计算节点的机器类型可能会定义特定的机器类型和所需的元数据。
机器集

MachineSet 资源是计算机器组。计算机器集适用于计算机器,因为副本集是针对 pod。如果需要更多计算机器或必须缩减规模,您可以更改 MachineSet 资源的 replicas 字段来满足您的计算需求。

警告

control plane 机器不能由计算机器集管理。

control plane 机器集为 control plane 机器提供管理功能,与为计算机器提供的计算机器集类似。

如需更多信息,请参阅"管理 control plane 机器"。

以下自定义资源可为集群添加更多功能:

机器自动扩展

MachineAutoscaler 资源自动扩展云中的计算机器。您可以为指定计算机器集中的节点设置最小和最大扩展界限,机器自动扩展则维护该范围内的节点。

ClusterAutoscaler 对象存在后,MachineAutoscaler 对象生效。ClusterAutoscalerMachineAutoscaler 资源都由 ClusterAutoscalerOperator 对象提供。

集群自动扩展

此资源基于上游集群自动扩展项目。在 OpenShift Container Platform 实现中,它通过扩展计算机器设置 API 来与 Machine API 集成。您可以使用以下方法使用集群自动扩展来管理集群:

  • 为内核、节点、内存和 GPU 等资源设置集群范围的扩展限制
  • 设置优先级,以便集群对 pod 和新节点进行优先排序,而在不太重要的 pod 时不会上线
  • 设置扩展策略,以便您可以扩展节点,但不会缩减节点
机器健康检查
MachineHealthCheck 资源可检测机器何时处于不健康状态并将其删除,然后在支持的平台上生成新的机器。

在 OpenShift Container Platform 版本 3.11 中,您无法轻松地推出多区架构,因为集群不负责管理机器置备。自 OpenShift Container Platform 版本 4.1 起,此过程变得更加容易。每个计算机器集限定在一个区,因此安装程序可以代表您的可用区向计算机器集发送。然后,由于您的计算是动态的,因此在面对区域故障时,您始终都有一个区域来应对必须重新平衡机器的情况。在没有多个可用区的全局 Azure 区域,您可以使用可用性集来确保高可用性。自动扩展器在集群生命周期内尽可能提供平衡。

5.3.2. 为 Windows 容器工作负载准备 vSphere 环境

您必须通过创建 vSphere Windows VM 金级镜像并启用与 WMCO 的内部 API 服务器通信来为 Windows 容器工作负载准备 vSphere 环境。

5.3.2.1. 创建 vSphere Windows 虚拟机金级镜像

创建 vSphere Windows 虚拟机(VM)金级镜像。

先决条件

  • 您已创建了私钥/公钥对,用于在 OpenSSH 服务器中配置基于密钥的身份验证。还必须在 Windows Machine Config Operator (WMCO) 命名空间中配置私钥。这需要允许 WMCO 与 Windows 虚拟机进行通信。如需了解更多详细信息,请参阅"为 Windows Machine Config Operator 配置 secret" 部分。
注意

在创建 Windows 虚拟机的多个情形中,您必须使用 Microsoft PowerShell 命令。本指南中的 PowerShell 命令由 PS C:\> 前缀区分。

流程

  1. 选择兼容的 Windows Server 版本。目前,Windows Machine Config Operator (WMCO) 稳定版本支持 Windows Server 2022 Long-Term Servicing Channel 及 OS-level 容器网络补丁 KB5012637
  2. 使用带有兼容 Windows Server 版本的 VM金级镜像,在 vSphere 客户端中创建新虚拟机。有关兼容版本的更多信息,请参阅 Red Hat OpenShift support for Windows Containers 发行注记中的 "Windows Machine Config Operator prerequisites" 部分

    重要

    您的虚拟机的虚拟硬件版本必须满足 OpenShift Container Platform 的基础架构要求。如需更多信息,请参阅 OpenShift Container Platform 文档中的 "VMware vSphere infrastructure requirements" 部分。另外,您还可以参考 VMware 有关 虚拟机硬件版本的文档

  3. 在 Windows 虚拟机上安装和配置 VMware Tools 版本 11.0.6 或更高版本。如需更多信息,参阅 VMware Tools 文档
  4. 在 Windows 虚拟机上安装了 VMware Tools 后,请验证以下内容:

    1. The C:\ProgramData\VMware\VMware Tools\tools.conf 文件存在,并带有以下条目:

      exclude-nics=

      如果 tools.conf 文件不存在,则使用 exclude-nics 选项取消注释并设置为空值创建该文件。

      此条目确保通过混合覆盖在 Windows 虚拟机上生成的克隆 vNIC 不被忽略。

    2. Windows 虚拟机在 vCenter 中有一个有效的 IP 地址:

      C:\> ipconfig
    3. VMTools Windows 服务正在运行:

      PS C:\> Get-Service -Name VMTools | Select Status, StartType
  5. 在 Windows 虚拟机上安装和配置 OpenSSH 服务器。如需了解更多详细信息,请参阅 Microsoft 的有关安装 OpenSSH 的文档。
  6. 为管理用户设置 SSH 访问权限。详情请参阅 Microsoft 文档的管理员用户

    重要

    指令中使用的公钥必须与稍后在 WMCO 命名空间中创建的私钥对应,后者包含您的 secret。如需了解更多详细信息,请参阅"为 Windows Machine Config Operator 配置 secret" 部分。

  7. 您必须在 Windows 虚拟机中创建新的防火墙规则,以允许进入连接的容器日志。运行以下命令,在 TCP 端口 10250 中创建防火墙规则:

    PS C:\> New-NetFirewallRule -DisplayName "ContainerLogsPort" -LocalPort 10250 -Enabled True -Direction Inbound -Protocol TCP -Action Allow -EdgeTraversalPolicy Allow
  8. 克隆 Windows 虚拟机,使其成为可重复利用的镜像。遵循 VMware 文档来了解如何克隆现有虚拟机以了解更多详细信息。
  9. 在克隆的 Windows 虚拟机上,运行 Windows Sysprep 工具

    C:\> C:\Windows\System32\Sysprep\sysprep.exe /generalize /oobe /shutdown /unattend:<path_to_unattend.xml> 1
    1
    指定 unattend.xml 文件的路径。
    注意

    对于您可以在 Windows 镜像中运行 sysprep 命令的次数有一个限制。如需更多信息,请参阅 Microsoft 文档

    提供了 unattend.xml 示例,它维护 WMCO 所需的所有更改。您必须修改这个示例,它不能直接使用。

    例 5.1. unattend.xml 示例

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <unattend xmlns="urn:schemas-microsoft-com:unattend">
       <settings pass="specialize">
          <component xmlns:wcm="http://schemas.microsoft.com/WMIConfig/2002/State" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" name="Microsoft-Windows-International-Core" processorArchitecture="amd64" publicKeyToken="31bf3856ad364e35" language="neutral" versionScope="nonSxS">
             <InputLocale>0409:00000409</InputLocale>
             <SystemLocale>en-US</SystemLocale>
             <UILanguage>en-US</UILanguage>
             <UILanguageFallback>en-US</UILanguageFallback>
             <UserLocale>en-US</UserLocale>
          </component>
          <component xmlns:wcm="http://schemas.microsoft.com/WMIConfig/2002/State" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" name="Microsoft-Windows-Security-SPP-UX" processorArchitecture="amd64" publicKeyToken="31bf3856ad364e35" language="neutral" versionScope="nonSxS">
             <SkipAutoActivation>true</SkipAutoActivation>
          </component>
          <component xmlns:wcm="http://schemas.microsoft.com/WMIConfig/2002/State" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" name="Microsoft-Windows-SQMApi" processorArchitecture="amd64" publicKeyToken="31bf3856ad364e35" language="neutral" versionScope="nonSxS">
             <CEIPEnabled>0</CEIPEnabled>
          </component>
          <component xmlns:wcm="http://schemas.microsoft.com/WMIConfig/2002/State" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" name="Microsoft-Windows-Shell-Setup" processorArchitecture="amd64" publicKeyToken="31bf3856ad364e35" language="neutral" versionScope="nonSxS">
             <ComputerName>winhost</ComputerName> 1
          </component>
       </settings>
       <settings pass="oobeSystem">
          <component xmlns:wcm="http://schemas.microsoft.com/WMIConfig/2002/State" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" name="Microsoft-Windows-Shell-Setup" processorArchitecture="amd64" publicKeyToken="31bf3856ad364e35" language="neutral" versionScope="nonSxS">
             <AutoLogon>
                <Enabled>false</Enabled> 2
             </AutoLogon>
             <OOBE>
                <HideEULAPage>true</HideEULAPage>
                <HideLocalAccountScreen>true</HideLocalAccountScreen>
                <HideOEMRegistrationScreen>true</HideOEMRegistrationScreen>
                <HideOnlineAccountScreens>true</HideOnlineAccountScreens>
                <HideWirelessSetupInOOBE>true</HideWirelessSetupInOOBE>
                <NetworkLocation>Work</NetworkLocation>
                <ProtectYourPC>1</ProtectYourPC>
                <SkipMachineOOBE>true</SkipMachineOOBE>
                <SkipUserOOBE>true</SkipUserOOBE>
             </OOBE>
             <RegisteredOrganization>Organization</RegisteredOrganization>
             <RegisteredOwner>Owner</RegisteredOwner>
             <DisableAutoDaylightTimeSet>false</DisableAutoDaylightTimeSet>
             <TimeZone>Eastern Standard Time</TimeZone>
             <UserAccounts>
                <AdministratorPassword>
                   <Value>MyPassword</Value> 3
                   <PlainText>true</PlainText>
                </AdministratorPassword>
             </UserAccounts>
          </component>
       </settings>
    </unattend>
    1
    指定 ComputerName,它必须遵循 Kubernetes 名称规格。这些规格也适用于在创建新虚拟机时在生成的模板中执行的 Guest OS 自定义。
    2
    禁用自动登录,以避免在启动时使用管理员特权打开终端的安全问题。这是默认值,不得更改。
    3
    MyPassword 占位符替换为 Administrator 帐户的密码。这可防止内置的 Administrator 帐户默认拥有空白密码。遵循 Microsoft 选择密码的最佳实践

    Sysprep 工具完成后,Windows 虚拟机将关闭。您不得再使用此虚拟机或打开此虚拟机。

  10. 将 Windows 虚拟机转换为 vCenter 中的模板
5.3.2.1.1. 其他资源

5.3.2.2. 在 vSphere 上启用与 WMCO 的内部 API 服务器通信

Windows Machine Config Operator(WMCO)从内部 API 服务器端点下载 Ignition 配置文件。您必须启用与内部 API 服务器通信,以便您的 Windows 虚拟机可以下载 Ignition 配置文件,而配置的虚拟机上的 kubelet 只能与内部 API 服务器通信。

先决条件

  • 您已在 vSphere 上安装了集群。

流程

  • api-int.<cluster_name>.<base_domain> 添加一个新的 DNS 项,它指向外部 API 服务器 URL api.<cluster_name>.<base_domain>。这可以是一个 CNAME 或一个 A 记录。
注意

外部 API 端点已创建,作为 vSphere 上初始集群安装的一部分。

5.3.3. vSphere 上 Windows MachineSet 对象的 YAML 示例

此 YAML 示例定义了一个在 VMware vSphere 上运行的 Windows MachineSet 对象,Windows Machine Config Operator(WMCO)可响应。

apiVersion: machine.openshift.io/v1beta1
kind: MachineSet
metadata:
  labels:
    machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 1
  name: <windows_machine_set_name> 2
  namespace: openshift-machine-api
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 3
      machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <windows_machine_set_name> 4
  template:
    metadata:
      labels:
        machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 5
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <windows_machine_set_name> 6
        machine.openshift.io/os-id: Windows 7
    spec:
      metadata:
        labels:
          node-role.kubernetes.io/worker: "" 8
      providerSpec:
        value:
          apiVersion: vsphereprovider.openshift.io/v1beta1
          credentialsSecret:
            name: vsphere-cloud-credentials
          diskGiB: 128 9
          kind: VSphereMachineProviderSpec
          memoryMiB: 16384
          network:
            devices:
            - networkName: "<vm_network_name>" 10
          numCPUs: 4
          numCoresPerSocket: 1
          snapshot: ""
          template: <windows_vm_template_name> 11
          userDataSecret:
            name: windows-user-data 12
          workspace:
             datacenter: <vcenter_datacenter_name> 13
             datastore: <vcenter_datastore_name> 14
             folder: <vcenter_vm_folder_path> 15
             resourcePool: <vsphere_resource_pool> 16
             server: <vcenter_server_ip> 17
1 3 5
指定基于置备集群时所设置的集群 ID 的基础架构 ID。您可以运行以下命令来获取基础架构 ID:
$ oc get -o jsonpath='{.status.infrastructureName}{"\n"}' infrastructure cluster
2 4 6
指定 Windows 计算机器设置名称。由于 vSphere 中生成机器名称的方式,计算机器设置的名称不能超过 9 个字符。
7
将计算机器设置为 Windows 机器。
8
将 Windows 节点配置为计算机器。
9
指定 vSphere Virtual Machine Disk (VMDK) 的大小。
注意

这个参数不会设置 Windows 分区的大小。您可以使用 unattend.xml 文件或创建带有所需磁盘大小的 vSphere Windows 虚拟机 (VM) 金级镜像来重新定义 Windows 分区大小。

10
指定要将计算机器设置为的 vSphere VM 网络。此虚拟机网络必须是集群中其他 Linux 计算机器所处的位置。
11
指定要使用的 Windows vSphere 虚拟机模板的完整路径,如 golden-images/windows-server-template。名称必须是唯一的。
重要

不要指定原始虚拟机模板。VM 模板必须保持关闭,必须为新的 Windows 机器克隆。启动虚拟机模板会将虚拟机模板配置为平台上的虚拟机,这样可防止它被用作计算机器集可应用配置的模板。

12
当配置了第一个 Windows 机器时,windows-user-data 由 WMCO 创建。之后,所有后续计算机器集都可以使用 windows-user-data
13
指定要将计算机器设置为的 vCenter Datacenter。
14
指定要部署计算机器的 vCenter Datastore。
15
指定 vCenter 中 vSphere 虚拟机文件夹的路径,如 /dc1/vm/user-inst-5ddjd
16
可选:为您的 Windows 虚拟机指定 vSphere 资源池。
17
指定 vCenter 服务器 IP 或完全限定域名。

5.3.4. 创建计算机器集

除了安装程序创建的计算机器集外,您还可以创建自己的来动态管理您选择的特定工作负载的机器计算资源。

先决条件

  • 部署一个 OpenShift Container Platform 集群。
  • 安装 OpenShift CLI(oc)。
  • 以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录 oc

流程

  1. 创建一个包含计算机器集自定义资源(CR)示例的新 YAML 文件,并将其命名为 <file_name>.yaml

    确保设置 <clusterID><role> 参数值。

  2. 可选:如果您不确定要为特定字段设置哪个值,您可以从集群中检查现有计算机器集:

    1. 要列出集群中的计算机器集,请运行以下命令:

      $ oc get machinesets -n openshift-machine-api

      输出示例

      NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    2. 要查看特定计算机器集自定义资源 (CR) 的值,请运行以下命令:

      $ oc get machineset <machineset_name> \
        -n openshift-machine-api -o yaml

      输出示例

      apiVersion: machine.openshift.io/v1beta1
      kind: MachineSet
      metadata:
        labels:
          machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 1
        name: <infrastructure_id>-<role> 2
        namespace: openshift-machine-api
      spec:
        replicas: 1
        selector:
          matchLabels:
            machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id>
            machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-<role>
        template:
          metadata:
            labels:
              machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id>
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: <role>
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: <role>
              machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-<role>
          spec:
            providerSpec: 3
              ...

      1
      集群基础架构 ID。
      2
      默认节点标签。
      注意

      对于具有用户置备的基础架构的集群,计算机器集只能创建 workerinfra 类型机器。

      3
      计算机器设置 CR 的 <providerSpec> 部分中的值是特定于平台的。有关 CR 中的 <providerSpec> 参数的更多信息,请参阅您的供应商计算机器设置 CR 配置示例。
  3. 运行以下命令来创建 MachineSet CR:

    $ oc create -f <file_name>.yaml

验证

  • 运行以下命令,查看计算机器集列表:

    $ oc get machineset -n openshift-machine-api

    输出示例

    NAME                                      DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
    agl030519-vplxk-windows-worker-us-east-1a    1         1         1       1        11m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1a            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1b            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1c            1         1         1       1        55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1d            0         0                          55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1e            0         0                          55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1f            0         0                          55m

    当新的计算机器集可用时,DESIREDCURRENT 的值会匹配。如果 compute 机器集不可用,请等待几分钟,然后再次运行命令。

5.3.5. 其他资源

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