ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन: कंटेनर, केवीएम और वर्चुअल मशीन

ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन (अपस्ट्रीम प्रोजेक्ट - कुबेरनेट्स: क्यूबविर्ट, देखें। यहां и यहां), यानी कंटेनर-नेटिव वर्चुअलाइजेशन, ओपनशिफ्ट प्लेटफॉर्म की कार्यक्षमता के रूप में पेश किया गया था, जिसे वर्चुअल मशीनों (वीएम) को बुनियादी कुबेरनेट्स इकाइयों के रूप में तैनात और प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रौद्योगिकी में मूलभूत अंतर के कारण इस प्रकार का कार्य तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, हमने Red Hat Enterprise Linux और KVM पर आधारित परिचित प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया, जो कई वर्षों से हमारे साथ हैं और उनकी प्रभावशीलता साबित हुई है।

इस लेख में, हम ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन के तकनीकी पहलुओं को देखेंगे जो वीएम और कंटेनरों के लिए एक ही मंच के भीतर सह-अस्तित्व को संभव बनाते हैं जो उन्हें एक इकाई के रूप में प्रबंधित करता है।

कम्प्यूटेशनल कार्य

कंटेनर प्रक्रियाओं को अलग करने और संसाधनों को प्रबंधित करने के लिए लिनक्स कर्नेल तंत्र जैसे नेमस्पेस और सीग्रुप का उपयोग करते हैं। आमतौर पर प्रक्रियाओं को पायथन, जावा एप्लिकेशन या निष्पादन योग्य फ़ाइलों के रूप में समझा जाता है, लेकिन वास्तव में वे कोई भी प्रक्रिया हो सकती हैं, जैसे बैश, इमाक्स या विम।

वर्चुअल मशीन क्या है? हाइपरवाइजर की दृष्टि से यह भी एक प्रक्रिया है। लेकिन एप्लिकेशन प्रक्रिया नहीं, बल्कि KVM प्रक्रिया एक विशिष्ट VM को निष्पादित करने के लिए जिम्मेदार है।

कंटेनर छवि में KVM वर्चुअल मशीन के लिए आवश्यक सभी उपकरण, लाइब्रेरी और फ़ाइलें शामिल हैं। यदि हम चल रहे वीएम के पॉड का निरीक्षण करते हैं, तो हम वहां हेल्पर्स और क्यूमू-केवीएम प्रक्रियाएं देखेंगे। इसके अतिरिक्त, हमारे पास qemu-img, qemu-nbd और virsh जैसी वर्चुअल मशीनों के प्रबंधन के लिए KVM टूल तक पहुंच है।

चूँकि वर्चुअल मशीन एक पॉड है, यह कुबेरनेट्स में पॉड की सभी कार्यक्षमताओं को स्वचालित रूप से प्राप्त करती है। वीएम पॉड्स, नियमित पॉड्स की तरह, शेड्यूलर योजनाओं और मानदंडों जैसे दाग, सहनशीलता, एफ़िनिटी और एंटी-एफ़िनिटी के अधीन हैं। आपको उच्च उपलब्धता आदि का लाभ भी मिलता है। हालाँकि, एक महत्वपूर्ण अंतर है: नियमित पॉड सामान्य अर्थों में होस्ट से होस्ट की ओर स्थानांतरित नहीं होते हैं। यदि कोई नोड ऑफ़लाइन हो जाता है, तो उस पर मौजूद पॉड समाप्त हो जाता है और क्लस्टर में किसी अन्य नोड को पुनः असाइन कर दिया जाता है। और वर्चुअल मशीन के मामले में, हम लाइव माइग्रेशन देखने की उम्मीद करते हैं।

इस अंतर को संबोधित करने के लिए, लाइव माइग्रेशन तंत्र का वर्णन करने के लिए एक कस्टम संसाधन परिभाषा (सीडीआर) बनाई गई थी जो कार्यकर्ता नोड्स के बीच वीएम के लाइव माइग्रेशन को आरंभ करने, निगरानी करने और प्रबंधित करने के लिए जिम्मेदार है।

apiVersion: kubevirt.io/v1alpha3
kind: VirtualMachineInstanceMigration
metadata:
  name: migration-job
spec:
  vmiName: fedora

जब कोई नोड निष्क्रिय हो जाता है, तो उन वर्चुअल मशीनों के लिए माइग्रेशन कार्य स्वचालित रूप से बनाए जाते हैं जिनकी निष्कासन रणनीति के रूप में लाइव माइग्रेशन सेट होता है। इस तरह आप क्लस्टर नोड्स के बीच चलते समय वर्चुअल मशीनों के व्यवहार को नियंत्रित कर सकते हैं। आप अन्य सभी पॉड्स की तरह, लाइव माइग्रेशन को कॉन्फ़िगर कर सकते हैं और वीएम को प्रबंधित कर सकते हैं।

Сеть

कोई भी कुबेरनेट्स सिस्टम सॉफ्टवेयर एसडीएन नेटवर्क का उपयोग करके नोड्स और पॉड्स के बीच संचार प्रदान करता है। OpenShift कोई अपवाद नहीं है और, संस्करण 3 से शुरू होकर, इसके लिए डिफ़ॉल्ट रूप से OpenShiftSDN का उपयोग करता है। इसके अलावा, ओपनशिफ्ट 4 में मल्टीस नामक एक और नई सुविधा है, जो आपको एक साथ कई नेटवर्क उपलब्ध कराने और पॉड्स को उनसे कनेक्ट करने की अनुमति देती है।

मल्टीस का उपयोग करके, व्यवस्थापक अतिरिक्त सीएनआई नेटवर्क को परिभाषित कर सकता है, जिसे बाद में एक विशेष क्लस्टर नेटवर्क ऑपरेटर द्वारा क्लस्टर पर तैनात और कॉन्फ़िगर किया जाएगा। फिर पॉड्स इनमें से एक या अधिक नेटवर्क से जुड़े होते हैं, आमतौर पर मानक ओपनशिफ्टएसडीएन और एक अतिरिक्त इंटरफ़ेस। यदि आपके वीएम को इसकी आवश्यकता है तो SR-IOV डिवाइस, मानक Linux ब्रिज, MACVLAN और IPVLAN डिवाइस सभी का उपयोग किया जा सकता है। नीचे दिया गया चित्र दिखाता है कि eth1 इंटरफ़ेस पर ब्रिज नेटवर्क के लिए मल्टीस CNI कैसे सेट करें:

apiVersion: operator.openshift.io/v1
kind: Network
metadata:
  name: cluster
spec:
  additionalNetworks:
  - name: multus1
rawCNIConfig: '{ "cniVersion": "0.3.1", "type": "bridge", "master": "eth1", "ipam":
   { "type": "static", "addresses": [ { "address": "191.168.1.1/24" } ] } }'
   type: Raw

ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन के संबंध में, इसका मतलब है कि एक वीएम को एसडीएन को दरकिनार करते हुए सीधे बाहरी नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है। यह Red Hat वर्चुअलाइजेशन या VMware vSphere से OpenShift में माइग्रेट की गई वर्चुअल मशीनों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यदि आपके पास दूसरी OSI परत तक पहुंच है, तो नेटवर्क सेटिंग्स में कोई बदलाव नहीं होगा। इसका मतलब यह भी है कि वीएम में एक नेटवर्क पता हो सकता है जो एसडीएन को बायपास करता है। इस प्रकार, हम प्रभावी ढंग से विशेष नेटवर्क एडेप्टर का उपयोग कर सकते हैं, या सीधे नेटवर्क पर स्टोरेज सिस्टम से जुड़ सकते हैं...

आप ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन वर्चुअल मशीन को नेटवर्क से बनाने और कनेक्ट करने के तरीके के बारे में अधिक जान सकते हैं यहां. इसके अलावा, एनएमस्टेट ऑपरेटरओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन के हिस्से के रूप में तैनात, हाइपरवाइजर के तहत उपयोग किए जाने वाले भौतिक नोड्स पर नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन बनाने और प्रबंधित करने का एक और परिचित तरीका प्रदान करता है।

सुरक्षित रखने के

ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन के भीतर वर्चुअल मशीन डिस्क को कनेक्ट करना और प्रबंधित करना कुबेरनेट्स अवधारणाओं जैसे स्टोरेजक्लास, पर्सिस्टेंटवॉल्यूमक्लेम्स (पीवीसी) और पर्सिस्टेंटवॉल्यूम (पीवी) के साथ-साथ कुबेरनेट्स पर्यावरण के लिए मानक स्टोरेज प्रोटोकॉल का उपयोग करके किया जाता है। यह कुबेरनेट्स प्रशासकों और एप्लिकेशन टीमों को कंटेनर और वर्चुअल मशीन दोनों को प्रबंधित करने का एक सामान्य, परिचित तरीका देता है। और वर्चुअलाइजेशन वातावरण के कई प्रशासकों के लिए, यह अवधारणा परिचित लग सकती है क्योंकि यह वीएम कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलों और डिस्क को अलग करने के उसी सिद्धांत का उपयोग करती है जो ओपनस्टैक और कई अन्य क्लाउड प्लेटफार्मों में उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, हम हर बार VM के लिए एक नई डिस्क नहीं बना सकते, क्योंकि हाइपरवाइज़र से OpenShift पर माइग्रेट करते समय, हमें डेटा को सहेजने की आवश्यकता होती है। हां, जब हम एक नया वीएम तैनात करते हैं, तब भी इसे स्क्रैच से बनाने की तुलना में टेम्पलेट से करना हमेशा तेज़ होता है। इस प्रकार, हमें मौजूदा डिस्क को आयात करने के लिए कार्यक्षमता की आवश्यकता है।

इस कार्य को सरल बनाने के लिए, ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन कंटेनरीकृत डेटा आयातक (सीडीआई) प्रोजेक्ट को तैनात करता है, जो पीवीसी प्रविष्टि बनाने के लिए कई स्रोतों से डिस्क की डिस्क छवियों को आयात करना कम कर देता है।

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: "fedora-disk0"
  labels:
    app: containerized-data-importer
  annotations:
    cdi.kubevirt.io/storage.import.endpoint: "http://10.0.0.1/images/Fedora-Cloud-Base-31-1.9.x86_64.qcow2"
spec:
  storageClassName: ocs-gold
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi

यह वह प्रविष्टि है जो सीडीआई को सक्रिय करती है, जिससे नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए कार्यों का क्रम शुरू हो जाता है:

सीडीआई पूरा होने के बाद, पीवीसी में वर्चुअल मशीन डिस्क उपयोग के लिए तैयार होगी और मानक ओपनशिफ्ट प्रारूप में परिवर्तित हो जाएगी...
ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन के साथ काम करते समय, ओपनशिफ्ट कंटेनर स्टोरेज (ओसीएस), सेफ फाइल सिस्टम पर आधारित एक रेड हैट समाधान जो कंटेनरों के लिए लगातार स्टोरेज कार्यक्षमता को लागू करता है, भी उपयोगी है। मानक पीवीसी एक्सेस विधियों - आरडब्ल्यूओ (ब्लॉक) और आरडब्ल्यूएक्स (फ़ाइल) के अलावा - ओसीएस कच्चे ब्लॉक उपकरणों के लिए आरडब्ल्यूएक्स प्रदान करता है, जो उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए ब्लॉक एक्सेस साझा करने के लिए बहुत उपयोगी है। इसके अलावा, OCS नए ऑब्जेक्ट बकेट क्लेम मानक का समर्थन करता है, जो एप्लिकेशन को सीधे ऑब्जेक्ट डेटा स्टोरेज का उपयोग करने की अनुमति देता है।

कंटेनरों में वर्चुअल मशीनें

यदि आप यह जांचने में रुचि रखते हैं कि यह कैसे काम करता है, तो जान लें कि ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन ओपनशिफ्ट 3.11 और उच्चतर के हिस्से के रूप में टेक पूर्वावलोकन संस्करण में पहले से ही उपलब्ध है। मौजूदा ओपनशिफ्ट सदस्यता के मालिक ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन का उपयोग पूरी तरह से नि:शुल्क और बिना किसी अतिरिक्त चरण के कर सकते हैं। इस पोस्ट के समय, ओपनशिफ्ट 4.4 और ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन 2.3 वर्तमान हैं; यदि आप पिछले संस्करणों का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको नवीनतम सुविधाएं प्राप्त करने के लिए अपग्रेड करना चाहिए। ओपनशिफ्ट वर्चुअलाइजेशन का पूर्णतः समर्थित संस्करण 2020 की दूसरी छमाही में जारी किया जाना चाहिए।

अधिक जानकारी के लिए, कृपया देखें ओपनशिफ्ट दस्तावेज़ीकरण सहित स्थापना निर्देशों के लिए मल्टीस सेटअप अनुभाग, जो बाहरी नेटवर्क स्थापित करने के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

स्रोत: www.habr.com