k8s的拓扑编排规范--TOSCA
TOSCA(Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)是由OASIS组织制定的云应用拓扑编排规范。通俗地说,就是制定了一个标准,用来描述云平台上应用的拓扑结构。目前支持XML和YAML,Cloudiy的蓝图就是基于这个规范而来。这个规范比较庞大,本文尽量浓缩了TOSCA的YAML版前两章,以便用尽量少的时间了解尽
TOSCA(Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)是由OASIS组织制定的云应用拓扑编排规范。通俗地说,就是制定了一个标准,用来描述云平台上应用的拓扑结构。目前支持XML和YAML,Cloudiy的蓝图就是基于这个规范而来。这个规范比较庞大,本文尽量浓缩了TOSCA的YAML版前两章,以便用尽量少的时间了解尽量多的规范内容。
简介
TOSCA的基本概念只有两个:节点(node)和关系(relationship)。节点有许多类型,可以是一台服务器,一个网络,一个计算节点等等。关系描述了节点之间是如何连接的。举个栗子:一个nodejs应用(节点)部署在(关系)名为host的主机(节点)上。节点和关系都可以通过程序来扩展和实现。
目前它的开源实现有OpenStack (Heat-Translator,Tacker,Senlin),Alien4Cloud,Cloudify等。
示例
Hello World
首先登场的是广大程序猿和攻城狮们都喜闻乐见的Hello World,但是其实里面并没有Hello World,只是比较简单而已。先看下面这段描述文件:
tosca_definitions_version: tosca_simple_yaml_1_0 description: Template for deploying a single server with predefined properties. topology_template: node_templates: my_server: type: tosca.nodes.Compute capabilities: host: properties: num_cpus: 1 disk_size: 10 GB mem_size: 4096 MB os: properties: architecture: x86_64 type: linux distribution: rhel version: 6.5
除了TOSCA的版本tosca_definitions_version
和描述信息description
以外,就是这个topology_template
了。这里我们看到有一个名为my_server
的节点,它的类型是tosca.nodes.Compute
。这个类型预置了两个capabilities
信息,一个是host
,定义了硬件信息;另一个是os
,定义了操作系统信息。
输入输出
再看看下面这个描述文件:
topology_template: inputs: cpus: type: integer description: Number of CPUs for the server. constraints: - valid_values: [ 1, 2, 4, 8 ] node_templates: my_server: type: tosca.nodes.Compute capabilities: host: properties: num_cpus: { get_input: cpus } mem_size: 2048 MB disk_size: 10 GB outputs: server_ip: description: The private IP address of the provisioned server. value: { get_attribute: [ my_server, private_address ] }
这里的inputs
和outputs
分别定义了输入和输出。输入的cpus
是在1,2,4和8中的一个整数,而输出的server_ip
就是my_server
这个节点的private_address
也就是私有IP地址。另外一点是TOSCA提供了一些内置函数,在上面这个文件中使用了get_input
和get_attribute
。输入参数可以通过get_input
被使用。
安装软件
第三个描述文件如下:
topology_template: inputs: # 略 node_templates: mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: root_password: { get_input: my_mysql_rootpw } port: { get_input: my_mysql_port } requirements: - host: db_server db_server: type: tosca.nodes.Compute capabilities: # 略
我们看到了一个新的节点类型:tosca.nodes.DBMS.MySQL
。这个类型允许接收root_password
和port
的参数。在requirements
里定义了mysql
这个节点需要被安装到db_server
这个节点上,这就是“关系”。如果只想表明依赖,比如说service_a
依赖于service_b
,也可以直接用- dependency: service_b
来描述。上面文件的拓扑结构如下图:
初始化数据库
第四个描述文件如下:
node_templates: my_db: type: tosca.nodes.Database.MySQL properties: name: { get_input: database_name } user: { get_input: database_user } password: { get_input: database_password } port: { get_input: database_port } artifacts: db_content: file: files/my_db_content.txt type: tosca.artifacts.File requirements: - host: mysql interfaces: Standard: create: implementation: db_create.sh inputs: db_data: { get_artifact: [ SELF, db_content ] } mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: root_password: { get_input: mysql_rootpw } port: { get_input: mysql_port } requirements: - host: db_server db_server: # 略
这里的tosca.nodes.Database.MySQL
表示一个MySQL数据库的实例。在artifacts
的db_content
里指定了一个文本文件,而这个文件将被interfaces
里的Create
所用,为db_create.sh
脚本提供数据。Standard
表示生命周期,可能会包含configure
、start
、stop
等各种操作,而db_create.sh
本身是对tosca.nodes.Database.MySQL
提供的默认create
操作的一个重写。如下图:
转存失败重新上传取消
两层应用
再来看看第五个描述文件:
node_templates: wordpress: type: tosca.nodes.WebApplication.WordPress properties: context_root: { get_input: context_root } admin_user: { get_input: wp_admin_username } admin_password: { get_input: wp_admin_password } db_host: { get_attribute: [ db_server, private_address ] } requirements: - host: apache - database_endpoint: wordpress_db interfaces: Standard: inputs: db_host: { get_attribute: [ db_server, private_address ] } db_port: { get_property: [ wordpress_db, port ] } db_name: { get_property: [ wordpress_db, name ] } db_user: { get_property: [ wordpress_db, user ] } db_password: { get_property: [ wordpress_db, password ] } apache: type: tosca.nodes.WebServer.Apache properties: # 略 requirements: - host: web_server web_server: type: tosca.nodes.Compute # 略 wordpress_db: type: tosca.nodes.Database.MySQL # 略 mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL # 略 db_server: type: tosca.nodes.Compute # 略
这个文件描述了一个很常见的拓扑结构:mysql
里有一个wordpress_db
,运行在db_server
上;apache
部署了一个wordpress
,运行在web_server
上。wordpress
需要wordpress_db
。
关系定制化
第六个描述文件:
node_templates: wordpress: type: tosca.nodes.WebApplication.WordPress properties: # 略 requirements: - host: apache - database_endpoint: node: wordpress_db relationship: my.types.WordpressDbConnection wordpress_db: type: tosca.nodes.Database.MySQL properties: # 略 requirements: - host: mysql relationship_templates: my.types.WordpressDbConnection: type: ConnectsTo interfaces: Configure: pre_configure_source: scripts/wp_db_configure.sh
这里的关注点是relationship
里的my.types.WordpressDbConnection
。这是一个自定义的关系,在文件的下半部分描述了详细定义。它实际上是一个ConnectsTo
类型,为pre_configure_source
操作提供了一个自定义脚本。这个定义也可以单独提出一个文件,就像下面这样:
tosca_definitions_version: tosca_simple_yaml_1_0 description: Definition of custom WordpressDbConnection relationship type relationship_types: my.types.WordpressDbConnection: derived_from: tosca.relationships.ConnectsTo interfaces: Configure: pre_configure_source: scripts/wp_db_configure.sh
限定需求资源
再看一个描述文件:
node_templates: mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: # 略 requirements: - host: node_filter: capabilities: - host: properties: - num_cpus: { in_range: [ 1, 4 ] } - mem_size: { greater_or_equal: 2 GB } - os: properties: - architecture: { equal: x86_64 } - type: linux - distribution: ubuntu
需要关注的是node_filter
。这里并没有指定mysql在哪个节点上启动,但是指定了一些节点信息,只有符合的节点才能够启动它。也可以抽出来做个模板:
node_templates: mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: # 略 requirements: - host: mysql_compute mysql_compute: type: Compute node_filter: capabilities: - host: properties: num_cpus: { equal: 2 } mem_size: { greater_or_equal: 2 GB } - os: properties: architecture: { equal: x86_64 } type: linux distribution: ubuntu
数据库也可以使用:
node_templates: my_app: type: my.types.MyApplication properties: admin_user: { get_input: admin_username } admin_password: { get_input: admin_password } db_endpoint_url: { get_property: [SELF, database_endpoint, url_path ] } requirements: - database_endpoint: node: my.types.nodes.MyDatabase node_filter: properties: - db_version: { greater_or_equal: 5.5 }
上面指定了数据库的版本。也可以抽出来做个模板:
node_templates: my_app: type: my.types.MyApplication properties: admin_user: { get_input: admin_username } admin_password: { get_input: admin_password } db_endpoint_url: { get_property: [SELF, database_endpoint, url_path ] } requirements: - database_endpoint: my_abstract_database my_abstract_database: type: my.types.nodes.MyDatabase properties: - db_version: { greater_or_equal: 5.5 }
节点模板替换
再看一个描述文件:
node_templates: web_app: type: tosca.nodes.WebApplication.MyWebApp requirements: - host: web_server - database_endpoint: db web_server: type: tosca.nodes.WebServer requirements: - host: server server: type: tosca.nodes.Compute # 略 db: # 这是一个抽象节点 type: tosca.nodes.Database properties: user: my_db_user password: secret name: my_db_name
这里的db
是一个抽象节点,可以被下面的描述文件所替换:
topology_template: inputs: db_user: type: string # 略 substitution_mappings: node_type: tosca.nodes.Database capabilities: database_endpoint: [ database, database_endpoint ] node_templates: database: type: tosca.nodes.Database properties: user: { get_input: db_user } # 略 requirements: - host: dbms dbms: type: tosca.nodes.DBMS # 略 server: type: tosca.nodes.Compute # 略
这里的database_endpoint
是由database
节点提供的database_endpoint
。两个文件联系起来看,表明了上面的web_app
不需要管db
是什么样子的,有什么拓扑结构,它关心的只是database_endpoint
。而下面由database
、dbms
和server
三个节点组成的模板正好可以提供database_endpoint
,从而替换掉db
这个抽象节点。另外,这样的替换也支持嵌套。
节点模板组
再看一个描述文件:
node_templates: apache: type: tosca.nodes.WebServer.Apache properties: # 略 requirements: - host: server server: type: tosca.nodes.Compute # 略 groups: webserver_group: type: tosca.groups.Root members: [ apache, server ] policies: - my_anti_collocation_policy: type: my.policies.anticolocateion targets: [ webserver_group ] # 可以一起处理
这个例子表明了apache
和server
应该是一组的关系。这样它们就可以一起被处理,比如说伸缩。
YAML宏
下面这个描述文件使用了宏来避免重复:
dsl_definitions: my_compute_node_props: &my_compute_node_props disk_size: 10 GB num_cpus: 1 mem_size: 2 GB topology_template: node_templates: my_server: type: Compute capabilities: - host: properties: *my_compute_node_props my_database: type: Compute capabilities: - host: properties: *my_compute_node_props
传参
先看一个描述文件:
node_templates: wordpress: type: tosca.nodes.WebApplication.WordPress requirements: - database_endpoint: mysql_database interfaces: Standard: inputs: wp_db_port: { get_property: [ SELF, database_endpoint, port ] } configure: implementation: wordpress_configure.sh inputs: wp_db_port: { get_property: [ SELF, database_endpoint, port ] }
这个例子有两个inputs
,前者指的是为所有操作都声明一个变量,后者指的是为configure
这个操作声明一个变量。再看下一个文件:
node_templates: frontend: type: MyTypes.SomeNodeType attributes: url: { get_operation_output: [ SELF, Standard, create, generated_url ] } interfaces: Standard: create: implementation: scripts/frontend/create.sh configure: implementation: scripts/frontend/configure.sh inputs: data_dir: { get_operation_output: [ SELF, Standard, create, data_dir ] }
在这个例子里有两个get_operation_output
,前者指的是将create
操作的环境变量generated_url
设置到url
里,后者是将data_dir
传递给configure
操作。
取动态值
最后一个描述文件:
node_types: ServerNode: derived_from: SoftwareComponent properties: notification_port: type: integer capabilities: # 略 ClientNode: derived_from: SoftwareComponent properties: # 略 requirements: - server: capability: Endpoint node: ServerNode relationship: ConnectsTo topology_template: node_templates: my_server: type: ServerNode properties: notification_port: 8000 my_client: type: ClientNode requirements: - server: node: my_server relationship: my_connection relationship_templates: my_connection: type: ConnectsTo interfaces: Configure: inputs: targ_notify_port: { get_attribute: [ TARGET, notification_port ] } # 略
这个例子里,类型为ClientNode
的my_client
在my_connection
关系的Configure
操作上需要notification_port
变量。这样的话,当类型为ServerNode
的my_server
连接过来时,就能取到它的notification_port
变量,并设置到targ_notify_port
环境变量里。有一点值得注意的是,真实的notification_port
可能是8000,也可能不是。所以在这种情况下,不用get_property
,而用get_attribute
函数
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