怎么實現K8S容器云CaaS平臺的落地實踐

怎么實現K8S容器云CaaS平臺的落地實踐，相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

前言

在移動互聯網時代，新的技術需要新技術支持環境、新的軟件交付流程和IT架構，從而實現架構平臺化，交付持續化，業務服務化。容器將成為新一代應用的標準交付件，容器云將幫助企業用戶構建研發流程和云平臺基礎設施。縮短應用向云端交付的周期，降低運營門檻。加速向互聯網技術和業務的雙轉型。容器云將對接各類代碼托管庫，實現自動化持續集成和DOCKER鏡像構建，為新一代應用交付和開發運維一體化奠定了基礎。容器云將支持應用的一鍵式部署交付，提供負載均衡，私有域名綁定，性能監控等應用生命周期管理服務。是微服務架構，輕量級應用部署和運維的理想平臺。未來IT界會以容器化應用作為交付的標準。容器云為開發者和企業提供了一個快速構建、集成、部署、運行容器化應用的平臺，從而提高應用開發的迭代效率，簡化運維環節，降低運維成本。
對于企業來說，容器云價值體現在：

1. 作為內部技術紐帶，多應用統一部署平臺，提高開發效率，減少運維成本。

2. 平臺產品化過程中，投入少且產出價值高。可依托現有的IaaS平臺資源，相對于傳統的承接項目獲益的方式，容器云會積累寶貴的客戶資源及數據資源，這些無形資產最終會為公司贏得巨大戰略價值。

3. 增加云企業辨識度，如果只具有IaaS層服務的云平臺是不完整的，對用戶的云服務是不充分的，應該具有為用戶提供全方位的云服務體系，應該具有先進且高附加值的云平臺。

應用功能架構

基于Kubernetes實現的容器云平臺，就功用而言可以分為四大部分：

1. 自動化容器的部署、升級和復制；

2. 隨時擴展或收縮容器規模，實現容器的彈性擴展；

3. 以集群的方式運行、管理跨機器的容器，并且提供容器間的負載均衡；

4. Kubernetes的自我修復機制使得容器集群總是運行在用戶期望的狀態。

未來容器云也可能會成為云管理平臺的統治者，也還會有更多的應用在容器云上原生運行起來。因為對于容器云，它可以把很多分散的物理計算資源抽象成一個大的資源池，利用這些資源來執行用戶的計算任務。對于用戶來說，操作一個分散的集群資源就像在使用一臺計算機。人工智能的集中式爆發，機器學習的訓練過程對于快速迭代的高要求，讓能夠輕量級接入，并且可以對用戶提供秒級響應的容器云發揮了巨大的優勢。師出同門的Google Tensorflow項目很早也進行了與Kubernetes的集成，人工智能平臺上實現了Spark on Kubernetes和 Hadoop on Kubernetes。無論是容器技術，還是DevOps和微服務，都說明靈活、彈性、輕量化的IT應用模式逐漸形成。而這種模式的形成對于復雜產品的快速開發有著積極意義，谷歌等IT巨頭對產業的貢獻，讓初創企業與大型IT企業之間的差距縮短，迎來最好的IT時代。容器云架構方案，具有六大功能模塊，每個部分包含對應的容器技術棧。具體架構如下

存儲方案

后端存儲主要采用 Ceph 驅動。Ceph 獨一無二地用統一的系統提供了對象、塊、和文件存儲功能，它可靠性高、管理簡便、并且是自由軟件。 Ceph 的強大足以改變貴公司的 IT 基礎架構、和管理海量數據。 Ceph 可提供極大的伸縮性——供成千用戶訪問 PB 乃至 EB 級的數據。 Ceph 節點以普通硬件和智能守護進程作為支撐點， Ceph 存儲集群組織起了大量節點，它們之間靠相互通訊來復制數據、并動態地重分布數據。Ceph在容器云中主要應用場景是有狀態服務。包括關系型數據庫和nosql數據庫等數據需要持久化的業務。

網絡方案

底層容器網絡我們最初使用的是Calico。 Calico基本架構圖 Calico是一個純三層網絡，沒有引入一個DP，沒有封包。在主機內部做另外一個容器，可以三條到達終端，你可以知道是誰出了問題，調試的時候很容易，很好管理。容器內的應用數據傳出來，和二層完全隔離，對于我們絕大多數的應用來講只需要三層就夠了，很少有應用處理二層。而且Calico支持豐富的網絡策略，可以實現多租戶管理，對于未來對外提供容器云服務至關重要。

容器編排方案

Kubernetes是谷歌開源的容器集群管理系統，是Google多年大規模容器管理技術Borg的開源版本，主要功能包括：

• 1.基于容器的應用部署、維護和滾動升級

• 2.負載均衡和服務發現

• 3.跨機器和跨地區的集群調度

• 4.自動伸縮

• 5.無狀態服務和有狀態服務

• 6.廣泛的Volume支持

• 7.插件機制保證擴展性

Kubernetes發展非常迅速，已經成為容器編排領域的領導者。Kubernetes提供了很多的功能，它可以簡化應用程序的工作流，加快開發速度。通常，一個成功的應用編排系統需要有較強的自動化能力，這也是為什么 Kubernetes 被設計作為構建組件和工具的生態系統平臺，以便更輕松地部署、擴展和管理應用程序。用戶可以使用Label以自己的方式組織管理資源，還可以使用Annotation來自定義資源的描述信息，比如為管理工具提供狀態檢查等。此外，Kubernetes控制器也是構建在跟開發人員和用戶使用的相同的API之上。用戶還可以編寫自己的控制器和調度器，也可以通過各種插件機制擴展系統的功能。這種設計使得可以方便地在Kubernetes之上構建各種應用系統。目前整個kubernetes集群采用高可用部署，架構如下圖：

性能監控方案

容器監控的對象主要包括 Kubernetes 集群（各組件）、應用服務、Pod、容器及網絡等。這些對象主要表現為以下三個方面： 1.Kubernetes 集群自身健康狀態監控（5個基礎組件、Docker、Etcd、Calico等） 2.系統性能的監控，比如：CPU、內存、磁盤、網絡、filesystem 及 processes 等； 3.業務資源狀態監控，主要包括：rc/rs/deployment、Pod、Service 等； 針對容器的整體運行狀況及性能狀況監控，采用了自研的監控系統實現整體IT資源的統一監控。

日志收集方案

容器平臺的日志系統一般包括：Kubernetes 組件的日志，資源的事件日志及容器所運行的應用的日志。本容器云平臺，使用fluentd（以DaemonSet的方式啟動）來收集日志，并將收集的日志發送給統一日志平臺。

CI/CD方案

CI/CD（持續集成與部署）模塊肩負著 DevOps 的重任，是開發與運維人員的橋梁，它實現了業務（應用）從代碼到服務的自動上線，滿足了開發過程中一鍵的持續集成與部署的需求。本容器云平臺，對接持續集成&發布系統。除此之外，實現服務擴縮容，彈性伸縮（HPA）、負載均衡、灰度發布等，也加入了代碼質量檢查（Sonar）、自動化測試及性能測試插件等，這些都是 CI/CD PaaS 平臺的重要組成部分。

云平臺功能

通過可視化界面，可以簡單方便的實現對資源的部署、管理與監控，包括：資源編排。可以實現以下功能: 

全面監控:主機、路由器、硬盤、公網IP、負載均衡器都具備完整全面的歷史監控和實時監控信息。 

2.開放式的圖形化操作: 直觀展示主機及其相關資源，并可以直接操作圖形，所有改動自動更新。 

3.操作日志記錄: 記錄下用戶所有重要操作歷史，方便定位和查找。 

4.網絡拓撲結構展示: 用圖形展示復雜的網絡拓撲結構，連接私有網絡和主機更加方便直觀。 

5.備份鏈可視化操作: 對于備份各節點一目了然，同時可直接操作新建備份及回滾到之前的狀態。 

6.自動伸縮策略: 根據資源監控信息定義自動伸縮策略，調節資源配置或集群規模，無需人工介入。 

7.通知列表: 用于接收監控告警通知、定時器任務或自動伸縮策略的執行結果。 

8.快速的系統構建: 使用資源編排，可以在短短幾分鐘內迅速復制一套已存在的擁有復雜拓撲的系統；或者迅速規劃您的系統架構并評估成本；還可以實現資源拓撲的跨區域復用。 

9.豐富的模板創建方式: 在控制臺中，用戶可以從無到有構建模板；也可以從系統推薦的常見模板入手創建，或基于已經創建的模板繼續完善；還可以將已經存在的資源抽取出一套拓撲關系成為模板。

看完上述內容，你們掌握怎么實現K8S容器云CaaS平臺的落地實踐的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！