使用 Kubernetes 和 Docker 创建一个功能型Apache Spark集群

在本文的例子中,你将使用 Kubernetes Docker 创建一个功能型Apache Spark集群。

你将使用Spark standalone模式 安装一个 Spark master服务和一组Spark workers。

源代码

Docker 镜像主要基于 https://github.com/mattf/docker-spark。  源码托管在  https://github.com/kubernetes/application-images/tree/master/spark

步骤零:准备工作

本示例假定你已经具备以下条件:

  • 有已安装并运行的 kubernetes集群。
  • 已在某个path路径中安装了kubectl 命令行工具。
  • 已运行了一个spark-master的k8s service,可以使用‘spark-master’域名在kube DNS实例中自动发现该服务。

更多详细内容可在源码的Dockerfile中查看。

第一步:创建命名空间

$ kubectl create -f examples/spark/namespace-spark-cluster.yaml

现在列出所有命名空间:

$ kubectl get namespaces

NAME          LABELS             STATUS

default       <none>             Active

spark-cluster name=spark-cluster Active

对于kubectl 客户端使用的命名空间,我们定义一个环境并使用它:

$ kubectl config set-context spark --namespace=spark-cluster --cluster=${CLUSTER_NAME} --user=${USER_NAME}

$ kubectl config use-context spark

你可以在Kubernetes配置文件~/.kube/config中查看集群名称以及用户名称。

第二步:启动你的master服务

Master service 是 Spark集群的master服务。

使用 examples/spark/spark-master-controller.yaml 文件来创建一个replication controller 运行Spark Master服务。

$ kubectl create -f examples/spark/spark-master-controller.yaml

replicationcontroller "spark-master-controller" created

然后,用examples/spark/spark-master-service.yaml 文件来创建一个逻辑上的服务端点,Spark workers可以使用该服务来访问Master pod

$ kubectl create -f examples/spark/spark-master-service.yaml

service "spark-master" created

然后你可以为Spark Master WebUI 创建一个服务:

$ kubectl create -f examples/spark/spark-webui.yaml

service "spark-webui" created

查看 Master 是否能运行和可访问

$ kubectl get podsNAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGEspark-master-controller-5u0q5   1/1       Running   0          8m

检查日志以查看master的状态。(使用上一条指令输出的pod名称)

{{{$ kubectl logs spark-master-controller-5u0q5

starting org.apache.spark.deploy.master.Master, logging to /opt/spark

-1.5.1-bin-hadoop2.6/sbin/../logs/spark--org.apache.spark.deploy.master.

- Master-1-spark-

master-controller-g0oao.out

Spark Command: /usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/bin/java -cp /

opt/spark-1.5.1-bin-hadoop2.6/sbin/../conf/:/opt/spark-1.5.1-bin-

hadoop2.6/lib/spark-assembly-1.5.1-hadoop2.6.0.jar:/opt/spark-1.5.1

-bin-hadoop2.6/lib/datanucleus-rdbms-3.2.9.jar:/opt/spark-1.5.1-bin

- -hadoop2.6/lib/datanucleus-core-3.2.10.jar:/opt/spark-1.5.1-bin-

- hadoop2.6/lib/datanucleus-api-jdo-3.2.6.jar -Xms1g -Xmx1g org.apache.spark.deploy.master.Master --ip spark-master --port 7077

-  --webui-port 8080

========================================

15/10/27 21:25:05 INFO Master: Registered signal handlers for

[TERM, HUP, INT]

15/10/27 21:25:05 INFO SecurityManager: Changing view acls to: root

15/10/27 21:25:05 INFO SecurityManager: Changing modify acls to: root

15/10/27 21:25:05 INFO SecurityManager: SecurityManager: authentication

disabled; ui acls disabled; users with view permissions: Set(root); users with

modify permissions: Set(root)

15/10/27 21:25:06 INFO Slf4jLogger: Slf4jLogger started

15/10/27 21:25:06 INFO Remoting: Starting remoting

15/10/27 21:25:06 INFO Remoting: Remoting started; listening on addresses :[akka.tcp://sparkMaster@spark-master:7077]

15/10/27 21:25:06 INFO Utils: Successfully started service 'sparkMaster' on port

7077.

15/10/27 21:25:07 INFO Master: Starting Spark master at spark://spark-master:

7077

15/10/27 21:25:07 INFO Master: Running Spark version 1.5.1

15/10/27 21:25:07 INFO Utils: Successfully started service 'MasterUI' on

port 8080.

15/10/27 21:25:07 INFO MasterWebUI: Started MasterWebUI at http://

spark-master:8080

15/10/27 21:25:07 INFO Utils: Successfully started service on port 6066.

15/10/27 21:25:07 INFO StandaloneRestServer: Started REST server for

 submitting applications on port 6066

15/10/27 21:25:07 INFO Master: I have been elected leader! New state: ALIVE}}}

确认master正常运行后,你可以使用k8s集群代理访问Spark WebUI:

kubectl proxy --port=8001

此时可以通过http://localhost:8001/api/v1/proxy/namespaces/spark-cluster/services/spark-webui/访问UI

第三步:启动 Spark workers

Spark workers 在 Spark 集群中扮演十分重要的角色。他们为程序提供执行资源和数据缓存功能。

Spark workers 需要 Master service处于运行状态。

使用examples/spark/spark-worker-controller.yaml 文件创建一个replication controller来管理 worker pods 。

$ kubectl create -f examples/spark/spark-worker-controller.yaml

replicationcontroller "spark-worker-controller" created

查看 workers 是否正常运行

如果你启动Spark WebUI,当worker就绪后应该出现在UI 中。(这可能需要一些时间来拉取镜像并启动pods。)你也可以用以下方式查询状态:

$ kubectl get pods

NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE

spark-master-controller-5u0q5   1/1       Running   0          25m

spark-worker-controller-e8otp   1/1       Running   0          6m

spark-worker-controller-fiivl   1/1       Running   0          6m

spark-worker-controller-ytc7o   1/1       Running   0          6m

$ kubectl logs spark-master-controller-5u0q5

[...]

15/10/26 18:20:14 INFO Master: Registering worker 10.244.1.13:53567

with 2 cores, 6.3 GB RAM

15/10/26 18:20:14 INFO Master: Registering worker 10.244.2.7:46195

 with 2 cores, 6.3 GB RAM

15/10/26 18:20:14 INFO Master: Registering worker 10.244.3.8:39926

with 2 cores, 6.3 GB RAM

假如上一节中kubectl proxy仍在运行,你应该也能在UI中看到workers。注:UI 将含有到 worker Web UI的超链接。 这些链接是不能正常工作的(链接将尝试连接到集群IP,而Kubernetes不会自动代理的集群IP)。

第四步:在 Spark 集群中启动 Zeppelin UI来加载工作任务

Zeppelin UI pod可以用来在Spark集群加载jobs,加载操作既可以通过web端的笔记本完成,也可以通过传统的Spark命令行方式完成。更多细节见 Zeppelin和 Spark architecture架构。

$ kubectl create -f examples/spark/zeppelin-controller.yaml

replicationcontroller "zeppelin-controller" created

Zeppelin 需要 Master service处于运行状态。

查看 Zeppelin 是否正常运行

$ kubectl get pods -l component=zeppelin

NAME                        READY     STATUS    RESTARTS   AGE

zeppelin-controller-ja09s   1/1       Running   0          53s

第五步:操作集群

现在你有两个选择:可以通过图形界面访问Spark 集群,也可以保持使用CLI。

快速使用pyspark

使用 kubectl exec连接到Zeppelin 驱动并运行pipeline。

使用 kubectl exec连接到Zeppelin 驱动并运行pipeline。

$ kubectl exec zeppelin-controller-ja09s -it pyspark

Python 2.7.9 (default, Mar  1 2015, 12:57:24)

[GCC 4.9.2] on linux2

Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more

 information.

Welcome to

      ____              __

     / __/__  ___ _____/ /__

    _\ \/ _ \/ _ `/ __/  '_/

   /__ / .__/\_,_/_/ /_/\_\   version 1.5.1

      /_/

Using Python version 2.7.9 (default, Mar  1 2015 12:57:24)

SparkContext available as sc, HiveContext available as sqlContext.

>>> sc.textFile("gs://dataflow-samples/shakespeare/*").map

(lambda s: len(s.split())).sum()

939193

恭喜你,你把所有莎士比亚戏剧中的单词个数统计出来了。

使用图形界面,亮瞎你的眼!

使用之前创建的Zeppelin pod,设置WebUI的转发端口:

$ kubectl port-forward zeppelin-controller-ja09s 8080:8080

这条指令将访问localhost 8080端口的请求转发到容器中的8080端口。然后你可以通过https://localhost:8080/ 访问Zeppelin。

创建一个“New Notebook”。在其中输入:

%pyspark

print sc.textFile("gs://dataflow-samples/shakespeare/*").map

(lambda s: len(s.split())).sum()

结论

现在你已为Spark master,Spark workers 和 Spark driver创建了service和replication controller。你可以用这个例子来进行下一步,并开始使用刚才创建的Apache Spark集群,更多信息见Spark 文档。

 tl;dr

kubectl create -f examples/spark

设置后:

kubectl get pods # Make sure everything is running

kubectl proxy --port=8001 # Start an application proxy, if you want

 to see the Spark Master WebUI

kubectl get pods -lcomponent=zeppelin # Get the driver pod to interact

 with.

此时Master UI 可以通过http://localhost:8001/api/v1/proxy/namespaces/spark-cluster/services/spark-webui/访问。

你可以通过kubectl exec使用传统的spark-shell / spark-subsubmit / pyspark 命令行与Spark 集群进行交互,或者如果你想与Zeppelin交互:

kubectl port-forward zeppelin-controller-abc123 8080:8080 &

kubectl port-forward zeppelin-controller-abc123 8080:8080 &

然后访问http://localhost:8080/

使用Spark 的已知问题

  • 该方案提供了一个仅限于集群网络的Spark 配置,这意味着Spark master 只能通过集群service访问。如果你需要在 zeppelin pod 中使用除了Zeppelin 或spark-submit 之外的外部客户端来提交 jobs ,你需要为客户端提供一种访问examples/spark/spark-master-service.yaml 的方式。参见service以了解更多信息。

使用 Zeppelin 的已知问题

  • Zeppelin pod 很大,因此拉取镜像可能会消耗一段时间,拉取速度取决于你的网络条件。Zeppelin pod 的尺寸是我们正要解决的问题。
  • 第一次运行Zeppelin 时, pipeline可能会花费很多时间(约一分钟)。似乎需要相当多的时间来加载。
  • 在GKE环境中, kubectl port-forward 不可能长时间保持稳定状态。如果你发现Zeppelin变成断开状态,port-forward很可能出现故障,并需要重启。

文章原标题:搭建Spark集群?没想到你是这样的k8s

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