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runner_k8s

本工具帮助用户方便的在k8s环境中启动一条CITA-Cloud链。本工具会为链的每一个节点生成必须的配置文件，以及用于部署到k8s的yaml文件。

单集群

链的所有节点都在同一个k8s集群中。

依赖

  • python 3
  • docker

安装依赖包:

pip install -r requirements.txt

使用方法

$ ./create_k8s_config.py local_cluster -h
usage: create_k8s_config.py local_cluster [-h] [--block_delay_number BLOCK_DELAY_NUMBER] [--chain_name CHAIN_NAME] [--peers_count PEERS_COUNT]
                                          [--kms_password KMS_PASSWORD] [--state_db_user STATE_DB_USER] [--state_db_password STATE_DB_PASSWORD]
                                          [--service_config SERVICE_CONFIG] [--node_port NODE_PORT] [--need_monitor NEED_MONITOR] [--pvc_name PVC_NAME]       

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --block_delay_number BLOCK_DELAY_NUMBER
                        The block delay number of chain.
  --chain_name CHAIN_NAME
                        The name of chain.
  --peers_count PEERS_COUNT
                        Count of peers.
  --kms_password KMS_PASSWORD
                        Password of kms.
  --state_db_user STATE_DB_USER
                        User of state db.
  --state_db_password STATE_DB_PASSWORD
                        Password of state db.
  --service_config SERVICE_CONFIG
                        Config file about service information.
  --node_port NODE_PORT
                        The node port of rpc.
  --need_monitor NEED_MONITOR
                        Is need monitor
  --pvc_name PVC_NAME   Name of persistentVolumeClaim.

持久化存储

节点是有状态的服务，需要挂载持久化存储来保存数据。

为了方便对接不同的存储服务，我们使用了k8s的pv/pvc对存储进行了抽象。

目前支持local path和nfs。

local path

直接指定节点上的一个目录作为持久化存储。

对于集群中有多个节点的情况，则要在每个节点上都创建同样的目录。生成的配置文件也要在多个节点的目录中都放一份。

$ ./create_pvc.py local_pvc -h
usage: create_pvc.py local_pvc [-h] [--data_dir DATA_DIR] [--node_list NODE_LIST]

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --data_dir DATA_DIR   Root data dir where store data of each node.
  --node_list NODE_LIST
                        Host name list of nodes of k8s cluster.

data_dir参数设置要使用的目录。

node_list参数指定集群中节点的hostname列表，以,分割。

集群节点的hostname列表，可以通过如下命令获取：

$ kubectl get nodes
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
minikube   Ready    master   23d   v1.18.3

以minikube环境举例：

$ minikube ssh
docker@minikube:~$ mkdir cita-cloud-datadir
docker@minikube:~$ exit
$ ./create_pvc.py local_pvc
$ ls
local-pvc.yaml
$ kubectl apply -f local-pvc.yaml

即可创建名为local-pvc的PVC。

NFS

搭建一个集群节点可以访问的nfs server，作为持久化存储。

$ ./create_pvc.py nfs_pvc -h
usage: create_pvc.py nfs_pvc [-h] [--nfs_server NFS_SERVER] [--nfs_path NFS_PATH]

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --nfs_server NFS_SERVER
                        Address of nfs server.
  --nfs_path NFS_PATH   Path of nfs server.

nfs_server和nfs_path两个参数分别传递NFS的ip和路径。

$ ./create_pvc.py nfs_pvc --nfs_server 127.0.0.1 --nfs_path /data/nfs 
$ ls
nfs-pvc.yaml
$ kubectl apply -f nfs-pvc.yaml

即可创建名为nfs-pvc的PVC。

生成配置

cita-cloud分为六个微服务：network, consensus, executor, storage, controller, kms。

每个微服务都可能有多个不同的实现，service-config.toml用来配置每个微服务分别选择哪些实现，以及相应的启动命令。

目前微服务的实现有：

  1. network。目前只有network_p2p这一个实现，选择该实现，需要将is_need_network_key设置为true。
  2. consensus。目前有consensus_raft一个实现。
  3. executor。目前有executor_chaincode和executor_chaincode_ext两个实现，其中executor_chaincode_ext是不开源的。
  4. storage。目前有storage_sqlite和storage_tikv两个实现。如果选择使用storage_tikv，需要先按照文档安装运行tikv。
  5. controller。目前只有controller_poc这一个实现。
  6. kms。目前有kms_eth和kms_sm两个实现，分别兼容以太坊和国密。

注意：六个微服务缺一不可；每个微服务只能选择一个实现，不能多选。

运行命令生成相应的文件。kms的密码，pvc的名字是必选参数，其他参数可以使用默认值。

注意：如果要在一个集群中同时运行多条链，请务必保证chain_name是唯一的。它会作为配置文件的文件夹名称，k8s配置文件的名称，以及经过sha256运算后作为chainid。

$ ./create_k8s_config.py local_cluster --kms_password 123456 --peers_count 3 --pvc_name local-pvc
$ ls
cita-cloud  test-chain.yaml

生成的cita-cloud目录结构如下：

$ tree cita-cloud
cita-cloud
└── test-chain
    ├── node0
    ├── node1
    ├── node2

最外层是cita-cloud；第二层是链的名称，跟chain_name参数保持一致；最里面是各个节点的文件夹。

node0，node1, node2是三个节点文件夹，里面有相应节点的配置文件。

test-chain.yaml用于将链部署到k8s，里面声明了相关的secret/deployment/service，文件名跟chain_name参数保持一致。

Node Port

为了方便客户端使用，需要暴露到集群外的端口都设置了固定的端口号。同时为了防止在一个集群中部署多条链时引起端口冲突，通过node_port参数传递起始端口号，各个需要暴露的端口号依如下次序递增：

  1. RPC端口为node_port参数的值。
  2. 如果need_monitor设置为true，每个节点会有两个monitor端口，分别是process和exporter。它们的端口号分别为node_port + 1 + 5 * i和node_port + 1 + 5 * i + 1。
  3. 如果executor为chaincode。每个节点会有：一个chaincode端口，端口号是node_port + 1 + 5 * i + 2；一个eventhub端口，端口号是node_port + 1 + 5 * i + 3；一个call端口，端口号是node_port + 1 + 5 * i + 4；

以node_port参数默认值30004，三个节点为例：

test-chain-node-port     50004:30004/TCP  // RPC端口

monitor-test-chain-0     9256:30005/TCP,9349:30006/TCP    // node0的两个监控端口
monitor-test-chain-1     9256:30010/TCP,9349:30011/TCP    // node1的两个监控端口
monitor-test-chain-2     9256:30015/TCP,9349:30016/TCP    // node1的两个监控端口

chaincode-test-chain-0   7052:30007/TCP,7053:30008/TCP,50002:30009/TCP   // node0的chaincode相关的三个端口
chaincode-test-chain-1   7052:30012/TCP,7053:30013/TCP,50002:30014/TCP   // node1的chaincode相关的三个端口
chaincode-test-chain-2   7052:30017/TCP,7053:30018/TCP,50002:30019/TCP   // node2的chaincode相关的三个端口

注意：无论功能是否打开，相关的端口号都会保留。例如，即使没有打开监控功能，chaincode的端口号依然跟上述例子相同。

部署

这里演示的是在单机的minikube环境中部署，确保minikube已经在本机安装并正常运行。

$ scp -i ~/.minikube/machines/minikube/id_rsa -r cita-cloud docker@`minikube ip`:~/cita-cloud-datadir/
$ kubectl apply -f test-chain.yaml
secret/kms-secret created
service/test-chain-node-port created
secret/node0-network-secret created
service/test-chain-0 created
deployment.apps/deployment-test-chain-0 created
service/executor-test-chain-0 created
secret/node1-network-secret created
service/test-chain-1 created
deployment.apps/deployment-test-chain-1 created
service/executor-test-chain-1 created
secret/node2-network-secret created
service/test-chain-2 created
deployment.apps/deployment-test-chain-2 created
service/executor-test-chain-2 created

查看运行情况：

$ kubectl get po
NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test-chain-0-6549db45f8-9j75p   7/7     Running   0          67s
test-chain-1-75ff584bcb-v5nw4   7/7     Running   0          66s
test-chain-2-7774f7dd46-pvw5t   7/7     Running   0          66s
$ kubectl get deployments.apps
NAME                      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
test-chain-0              1/1     1            1           71s
test-chain-1              1/1     1            1           71s
test-chain-2              1/1     1            1           70s
$ minikube ssh
docker@minikube:~$ tail -10f cita-cloud-datadir/cita-cloud/test-chain/node0/logs/controller-service.log
2020-08-27T07:42:43.280172163+00:00 INFO controller::chain - 1 blocks finalized
2020-08-27T07:42:43.282871996+00:00 INFO controller::chain - executed block 1397 hash: 0x 16469..e061
2020-08-27T07:42:43.354375501+00:00 INFO controller::pool - before update len of pool 0, will update 0 tx
2020-08-27T07:42:43.354447445+00:00 INFO controller::pool - after update len of pool 0
2020-08-27T07:42:43.354467947+00:00 INFO controller::pool - low_bound before update: 0
2020-08-27T07:42:43.354484999+00:00 INFO controller::pool - low_bound after update: 0
2020-08-27T07:42:43.385062636+00:00 INFO controller::controller - get block from network
2020-08-27T07:42:43.385154627+00:00 INFO controller::controller - add block
2020-08-27T07:42:43.386148650+00:00 INFO controller::chain - add block 0x 11cf7..cad9
2020-08-27T07:42:46.319058783+00:00 INFO controller - reconfigure consensus!

停止

$ kubectl delete -f test-chain.yaml
secret "kms-secret" deleted
service "test-chain-node-port" deleted
secret "node0-network-secret" deleted
service "test-chain-0" deleted
deployment.apps "deployment-test-chain-0" deleted
service "executor-test-chain-0" deleted
secret "node1-network-secret" deleted
service "test-chain-1" deleted
deployment.apps "deployment-test-chain-1" deleted
service "executor-test-chain-1" deleted
secret "node2-network-secret" deleted
service "test-chain-2" deleted
deployment.apps "deployment-test-chain-2" deleted
service "executor-test-chain-2" deleted

多集群

链的节点分布在多个k8s集群中。此部分内容跟单集群部分重复的地方将不再赘述，仅描述差异的内容。

依赖

安装依赖包:

pip install -r requirements.txt

使用方法

$ ./create_k8s_config.py multi_cluster -h
usage: create_k8s_config.py multi_cluster [-h] [--block_delay_number BLOCK_DELAY_NUMBER] [--chain_name CHAIN_NAME]       
                                          [--service_config SERVICE_CONFIG] [--need_monitor NEED_MONITOR]
                                          [--timestamp TIMESTAMP] [--super_admin SUPER_ADMIN] [--authorities AUTHORITIES]
                                          [--nodes NODES] [--lbs_tokens LBS_TOKENS] [--sync_device_ids SYNC_DEVICE_IDS]  
                                          [--kms_passwords KMS_PASSWORDS] [--node_ports NODE_PORTS]
                                          [--pvc_names PVC_NAMES] [--state_db_user STATE_DB_USER]
                                          [--state_db_password STATE_DB_PASSWORD]

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --block_delay_number BLOCK_DELAY_NUMBER
                        The block delay number of chain.
  --chain_name CHAIN_NAME
                        The name of chain.
  --service_config SERVICE_CONFIG
                        Config file about service information.
  --need_monitor NEED_MONITOR
                        Is need monitor
  --timestamp TIMESTAMP
                        Timestamp of genesis block.
  --super_admin SUPER_ADMIN
                        Address of super admin.
  --authorities AUTHORITIES
                        Authorities (addresses) list.
  --nodes NODES         Node network ip list.
  --lbs_tokens LBS_TOKENS
                        The token list of LBS.
  --sync_device_ids SYNC_DEVICE_IDS
                        Device id list of syncthings.
  --kms_passwords KMS_PASSWORDS
                        Password list of kms.
  --node_ports NODE_PORTS
                        The list of start port of Nodeport.
  --pvc_names PVC_NAMES
                        The list of persistentVolumeClaim names.
  --state_db_user STATE_DB_USER
                        User of state db.
  --state_db_password STATE_DB_PASSWORD
                        Password of state db.

生成配置

准备工作

生成super admin账户。
$ echo "password" > key_file
$ ls
create_account.py  key_file  kms  kms.db  kms-log4rs.yaml  logs
$ ./create_account.py
kms create output: key_id:1,address:0x88b3fd84e3b10ac04cd04def0876cb513452c74e
$ ls
0x88b3fd84e3b10ac04cd04def0876cb513452c74e  create_account.py  kms  kms-log4rs.yaml  logs
$ ls 0x88b3fd84e3b10ac04cd04def0876cb513452c74e
key_file  key_id  kms.db  node_address

0x88b3fd84e3b10ac04cd04def0876cb513452c74e为账户地址。

key_id和kms.db分别保存了账户的id和私钥，后续需要使用，所以先归档到以账户地址命名的文件夹中。

创建节点账户

使用同样的方法，按照规划的节点数量，为每个节点都生成一个账户地址。

kms create output: key_id:1,address:0xbdfa0bbd30e5219d7778c461e49b600fdfb703bb
kms create output: key_id:1,address:0xdff342dadae5abcb4ca9f899c2168ab69f967c85
kms create output: key_id:1,address:0x914743835c855baf2f59015179f89f4f7f59e3ff

创建这三个节点账号时的密码，也要作为创建配置时的参数。

假设密码分别为：password0,password1,password2。

创建syncthing的device id。
$ ls
create_syncthing_config.py
$ ./create_syncthing_config.py
device_id: 536EVEY-MZPLRMI-XWOOAXV-OWMHHNC-ZSE25NQ-Z22TZIS-YKPTCKJ-ESBUUQW
$ ls
536EVEY-MZPLRMI-XWOOAXV-OWMHHNC-ZSE25NQ-Z22TZIS-YKPTCKJ-ESBUUQW  create_syncthing_config.py
$ ls 536EVEY-MZPLRMI-XWOOAXV-OWMHHNC-ZSE25NQ-Z22TZIS-YKPTCKJ-ESBUUQW
cert.pem  key.pem

536EVEY-MZPLRMI-XWOOAXV-OWMHHNC-ZSE25NQ-Z22TZIS-YKPTCKJ-ESBUUQW为生成的device id。

cert.pem和key.pem为对应的证书文件，后续需要使用，所以先归档到以device id命名的文件夹中。

使用同样的方法，按照规划的节点数量，为每个节点都生成一个device id。

device_id: NVSFY4A-Z22XP3J-WHA5GPL-AGFCVVA-IWECW3E-GE34T2O-3MUXT63-LTE6YQP
device_id: EROQJHV-QCEVWQB-F5ZD72M-ZEIRKGP-XLGJWBL-JQZ44AO-UO7NSWQ-7TK3HQJ
device_id: MWVAAOD-YGTHWBA-WG2BMRY-GCB5O5V-JR5JYRU-WL5YYEW-5CURT7W-4ZUVEQY
创建集群loadbanlancer

此处操作请咨询当前使用的云服务商。

以阿里云为例，创建之后会得到一个集群对外的ip和一个形如lb-hddhfjg****的LoadBalancerId。

这里假设有三个集群，对外ip分别为：cluster0_ip,cluster1_ip,cluster2_ip;LoadBalancerId分别为：lb-hddhfjg1234,lb-hddhfjg2234,lb-hddhfjg3234。

端口分配

每个节点有9个端口需要暴露到集群之外：

  1. 网络 40000
  2. syncthing 22000
  3. rpc 50004
  4. executor_call 50002
  5. monitor_process 9256
  6. monitor_exporter 9349
  7. executor_chaincode 7052
  8. executor_eventhub 7053
  9. debug 9999

所以需要预留连续的9个端口，然后将起始端口作为创建配置时的参数。

比如，预留端口为30000~30008，则要使用的参数为30000。

注意：根据配置参数的不同，其中部分端口背后的服务可能不会启动，但是端口依然会保留。

例如，预留端口为30000~30008，不开启monitor的时候，30005和30006端口将不会使用，但是debug对应的依然是30008,而不会往前顺延。

持久化存储

参见单集群的方法，或者咨询当前使用的云服务商，提前创建好pv/pvc。

将每个节点对应的集群的pvc name作为创建配置时的参数。

这里假设有三个集群，pvc name分别为：cluster0_pvc,cluster1_pvc,cluster2_pvc。

生成配置文件

使用前述准备工作中准备好的信息生成配置文件。

注意：三个集群的各项信息，其顺序一定要保持一致。

$ ./create_k8s_config.py multi_cluster --authorities 0xbdfa0bbd30e5219d7778c461e49b600fdfb703bb,0xdff342dadae5abcb4ca9f899c2168ab69f967c85,0x914743835c855baf2f59015179f89f4f7f59e3ff --nodes cluster0_ip,cluster1_ip,cluster2_ip --lbs_tokens lb-hddhfjg1234,lb-hddhfjg2234,lb-hddhfjg3234 --sync_device_ids NVSFY4A-Z22XP3J-WHA5GPL-AGFCVVA-IWECW3E-GE34T2O-3MUXT63-LTE6YQP,EROQJHV-QCEVWQB-F5ZD72M-ZEIRKGP-XLGJWBL-JQZ44AO-UO7NSWQ-7TK3HQJ,MWVAAOD-YGTHWBA-WG2BMRY-GCB5O5V-JR5JYRU-WL5YYEW-5CURT7W-4ZUVEQY --kms_passwords password0,password1,password2 --node_ports 30000,30000,30000 --pvc_names cluster0_pvc,cluster1_pvc,cluster2_pvc --super_admin 0x88b3fd84e3b10ac04cd04def0876cb513452c74e
$ ls
cita-cloud  test-chain-0.yaml  test-chain-1.yaml  test-chain-2.yaml

生成的cita-cloud目录结构如下：

$ tree cita-cloud
cita-cloud
└── test-chain
    ├── node0
    ├── node1
    ├── node2

三个yaml文件分别是用于部署对应节点到k8s集群的配置文件。

后续处理

上面生成的配置文件并不完整，还需要将准备阶段归档的文件拷贝进去补充完整。

节点0对应的账户为0xbdfa0bbd30e5219d7778c461e49b600fdfb703bb，因此需要将创建该账号时归档的node_address,key_id和kms.db三个文件拷贝到cita-cloud/test-chain/node0/下。

节点0对应的device id为NVSFY4A-Z22XP3J-WHA5GPL-AGFCVVA-IWECW3E-GE34T2O-3MUXT63-LTE6YQP。因此需要将创建该device id时归档的cert.pem和key.pem两个文件拷贝到cita-cloud/test-chain/node0/config/下。

其他两个节点采用同样的操作进行处理。

部署

将三个节点配置文件夹分别下发到对应集群的NFS服务器上，但是注意要保持三层目录结构不变。

在三个k8s集群中，分别应用对应节点的yaml文件，启动节点。

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Language:Python 100.0%