內(nèi)容來源：2017年2月25日芽突，華為PaaS性能專家鐘成在“Rancher容器實戰(zhàn)分享季-杭州站之西湖春的喚醒”進(jìn)行《FusionStage2.0—華為云容器實踐》演講分享蘸吓。IT 大咖說（ID：itdakashuo）作為獨家視頻合作方乍惊，經(jīng)主辦方和講者審閱授權(quán)發(fā)布。

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摘要

介紹華為基于kubernetes打造的云化軟件基礎(chǔ)設(shè)施：FusionStage2.0。包括應(yīng)用開發(fā)流水線框架恕刘，應(yīng)用調(diào)度與資源管理框架，微服務(wù)運行與治理框架這三大組件抒倚，以及在這個過程中研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)與特性褐着，及在CNCF開源社區(qū)的活動。

全面云化的問題和挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)1

大規(guī)模分布式應(yīng)用難以開發(fā)托呕、測試含蓉、運維。

廣義摩爾定律并未失效：單芯片的晶體管集成度放緩项郊，但云計算領(lǐng)域的價格隨著規(guī)模變大馅扣、硬件降價后依然可以維持摩爾定律，企業(yè)和個人使用分布式應(yīng)用的成本降低着降。

大數(shù)據(jù)差油、人工智能類應(yīng)用的興起：傳統(tǒng)商業(yè)應(yīng)用更注重于業(yè)務(wù)處理，而隨著大數(shù)據(jù)和人工智能成為新的商業(yè)競爭力任洞，進(jìn)一步推動分布式應(yīng)用的廣泛使用厌殉。

分布式應(yīng)用的部署運維依然艱難：除了像Google食绿，F(xiàn)acebook這樣的公司，大部分公司還停留在手工運維大量機(jī)器的時代公罕。

挑戰(zhàn)2

臃腫的單體應(yīng)用架構(gòu)無法滿足日趨敏捷和快速的客戶要求。

大代碼基線耀销、錯綜復(fù)雜依賴的單體應(yīng)用架構(gòu)楼眷，導(dǎo)致往往新增一個小特性需要數(shù)月到半年之久。

開發(fā)周期長：龐大代碼基線熊尉，涉及100~200人團(tuán)隊開發(fā)維護(hù)罐柳；組件耦合大、責(zé)任不清楚狰住，牽一發(fā)而動全身张吉。

部署慢、擴(kuò)容慢：部署過程不可重復(fù)催植、出錯率高肮蛹；不支持自動彈性伸縮。

升級難：固定時間窗创南、集中大規(guī)模人力中斷服務(wù)升級伦忠。

挑戰(zhàn)3

煙囪式應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建，難于共享稿辙，資源利用率低昆码。

靜態(tài)資源分配、分散管理：各分散的業(yè)務(wù)部門通常按照規(guī)劃的最大資源申請物理機(jī)邻储、虛機(jī)資源赋咽，物理資源仍被私有化，無法實現(xiàn)共享吨娜，利用率低脓匿。通常數(shù)據(jù)中心利用率在10% ~ 20%。

應(yīng)用架構(gòu)七國八制：技術(shù)架構(gòu)萌壳、中間件有各業(yè)務(wù)部門（合作ISV）獨立選型亦镶、采購，OS袱瓮、中間件選擇不統(tǒng)一缤骨，類型眾多。

IaaS通過虛擬化的技術(shù)實現(xiàn)物理資源的池化尺借，但往往由于人為靜態(tài)獨占資源绊起，并不能很好的解決共享和資源利用率的問題。

挑戰(zhàn)4

開發(fā)（Dev）與生產(chǎn)運維（Ops）割裂燎斩，無法實現(xiàn)端到端自動化虱歪。

資源獲取和研發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備效率低蜂绎，通常需要走冗長的審批流程，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化笋鄙、服務(wù)化和自助式IT能力师枣。

部門墻厚導(dǎo)致代碼到業(yè)務(wù)上線周期長：開發(fā)人員不知道最終如何部署、測試人員不清楚測試重點和風(fēng)險點萧落、運維人員不了解架構(gòu)由來和約束等践美。

割裂式的研發(fā)模式無法實現(xiàn)代碼到上線的端到端自動化，業(yè)務(wù)開發(fā)上線周期長找岖，運維效率低陨倡。

當(dāng)前業(yè)界的三個生態(tài)

DockerSwarm

部署容易：內(nèi)置于最流行的DockerEngine內(nèi)，部署安裝比較簡單许布，僅需要2個命令兴革。

無中心化設(shè)計：通過Raft協(xié)議形成一個多節(jié)點集群，沒有外置的一致性存儲(etcd, zookeeper)蜜唾，也沒有中心節(jié)點杂曲。

網(wǎng)絡(luò)和抽象支持不足：libnetwork的支持程度不如CNI，僅支持overlay網(wǎng)絡(luò)灵妨，使用概念大多從kubernetes借鑒而來解阅。

Mesos

生態(tài)成熟：支持目前大多數(shù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，Hadoop泌霍，Spark货抄，Storm…

二層調(diào)度：下層調(diào)度框架給上層調(diào)度框架提供粗粒度的資源offer請求，上層使用調(diào)度算法將任務(wù)分配到這些資源上朱转。

使用門檻較高：需要分布式應(yīng)用開發(fā)者有獨立的調(diào)度算法開發(fā)能力蟹地，且使用C++開發(fā)，周邊支持較弱藤为。

Kubernetes

抽象概念合理：Pod怪与，Service，ClusterIP缅疟，Label分别，ReplicaSet，StatefulSet…

和具體容器實現(xiàn)解耦：支持docker/rkt等存淫，僅把容器當(dāng)成一種特殊的運行時耘斩。

和I層對接還有待完善：組件較多，在多種公有云上部署還需要獨立的集群管理組件桅咆，存儲括授、網(wǎng)絡(luò)均依賴于I層。

FusionStage2.0介紹

傳統(tǒng)IT全面云化轉(zhuǎn)型的三階段漸進(jìn)式演進(jìn)建議

從大企業(yè)IT轉(zhuǎn)型實踐看，傳統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)發(fā)展需要經(jīng)歷三個階段荚虚。

虛擬化：大團(tuán)隊開發(fā)周期長薛夜、手工式運維、利用率低10~20%版述。

自動化：具備部分DevOps能力梯澜，自動部署與伸縮、提升利用率50%渴析。

AllCloud：兼容微服務(wù)和傳統(tǒng)服務(wù)并存腊徙，全自動化運維、線性無極伸縮檬某，利用率70%。

PaaS平臺是企業(yè)IT云化轉(zhuǎn)型三階段演進(jìn)的核心平臺螟蝙。PaaS核心是封裝應(yīng)用系統(tǒng)云化恢恼、微服務(wù)化的分布式復(fù)雜性。三個階段是需求驅(qū)動的胰默，各個應(yīng)用可以根據(jù)自己的需求選擇场斑。

Fusion Stage平臺功能定義

微服務(wù)治理框架：為應(yīng)用提供自動注冊、發(fā)現(xiàn)牵署、治理漏隐、隔離、調(diào)用分析等一系列分布式/微服務(wù)治理能力奴迅，屏蔽分布式系統(tǒng)的復(fù)雜度青责。

應(yīng)用調(diào)度與資源管理框架：打通從應(yīng)用建模、編排部署到資源調(diào)度取具、彈性伸縮脖隶、監(jiān)控自愈的生命周期管理自動化。

應(yīng)用開發(fā)流水線框架：打通從編寫代碼提交到自動編譯打包暇检、持續(xù)集成产阱、自動部署上線的一系列CI/CD全流程自動化。

云中間件服務(wù)：應(yīng)用云化所需的數(shù)據(jù)庫块仆、大數(shù)據(jù)构蹬、通信和應(yīng)用中間件服務(wù)；通過服務(wù)集成管控可集成傳統(tǒng)非云化的中間件能力悔据。

一庄敛、應(yīng)用調(diào)度與資源管理框架

以應(yīng)用為中心進(jìn)行統(tǒng)一資源管理和調(diào)度，易于管理蜜暑。

混合編排：擴(kuò)展Kubernetes的Pod定義铐姚，用于部署進(jìn)程類應(yīng)用。

統(tǒng)一資源管理：支持對接主流異構(gòu)I層(OpenStack, Vmware…)。

關(guān)鍵特性：跨DC/Region/AZ的部署和管理隐绵。

跨域集中部署：RDC之众、DC、AZ依许、集群等層次化部署棺禾。

應(yīng)用建模設(shè)計器：免除腳本編寫部署描述文件，支持靈活的部署策略峭跳。

感知應(yīng)用的部署算法：親和性——就近部署膘婶，就近路由，減少網(wǎng)絡(luò)消耗蛀醉；反親和性——高可靠性考慮悬襟，減少宕機(jī)影響，避免干擾拯刁。

關(guān)鍵特性：通過聯(lián)邦技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用多集群資源共享脊岳。

按集群特性調(diào)度：某些應(yīng)用只支持部署到特定集群上，例如特定的region垛玻，特定的服務(wù)提供商等割捅。

集群間應(yīng)用自動遷移：在某個集群容量溢出，或故障時帚桩，應(yīng)用能夠自動在不同集群間遷移亿驾。

跨云管理：能夠?qū)⒇?fù)載部署在不同的云提供商，并能夠很容易的在不同的云提供商之間自動的增加账嚎，減少業(yè)務(wù)量莫瞬，自動遷移。

擴(kuò)展集群規(guī)模：百級集群醉锄，千級主機(jī)乏悄，萬級容器。

二恳不、微服務(wù)運行與治理框架

多語言：支持多語言的原生接口檩小。

可擴(kuò)展：提供可擴(kuò)展框架，支持不斷擴(kuò)展微服務(wù)的高級能力烟勋。

高性能：鏈路復(fù)用规求、按需建鏈等技術(shù)實現(xiàn)高性能服務(wù)通信。

高可靠：采用可隔離倉卵惦、熔斷機(jī)制等技術(shù)阻肿，保障用戶應(yīng)用的高可靠性。

可監(jiān)控：采用跟蹤鏈分析沮尿，可監(jiān)控端到端服務(wù)調(diào)用鏈丛塌、各服務(wù)的調(diào)用頻率较解、時延等各項指標(biāo)。

關(guān)鍵特性：開放微服務(wù)治理架構(gòu)赴邻，支持多語言印衔、多技術(shù)堆棧微服務(wù)互通。

統(tǒng)一微服務(wù)治理標(biāo)準(zhǔn)：通過服務(wù)治理客戶端姥敛，處理微服務(wù)與服務(wù)治理中心的交互奸焙。

插件式多協(xié)議自動轉(zhuǎn)換：提供協(xié)議插件框架，支持協(xié)議插件熱拔插彤敛，通過協(xié)議插件與不同通信協(xié)議對接与帆。

跨技術(shù)堆棧互通：使用RESTFul墨榄，自定義高效RPC等多種協(xié)議玄糟，保證高效的跨語言微服務(wù)通信的能力。

關(guān)鍵特性：海量微服務(wù)調(diào)用鏈跟蹤和監(jiān)控袄秩，支持與客戶現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行對接茶凳。

支持平臺、資源播揪、應(yīng)用的監(jiān)控和微服務(wù)調(diào)用鏈分析。

大規(guī)模：支持百萬容器監(jiān)控筒狠，秒級查詢響應(yīng)猪狈。

兼容集成：和企業(yè)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的對接，保證運維人員的體驗辩恼。

高可用：調(diào)用鏈跟蹤與協(xié)議無關(guān)雇庙，非侵入，低損耗灶伊。

關(guān)鍵特性：中間件服務(wù)的統(tǒng)一接入與管控疆前。

集中管理所有服務(wù)，統(tǒng)一的服務(wù)模式聘萨；

應(yīng)用透明服務(wù)模式竹椒，應(yīng)用開發(fā)不需要修改；

支持第三方服務(wù)接入米辐，可以擴(kuò)展企業(yè)既有中間件胸完；

提供標(biāo)準(zhǔn)化的中間件服務(wù)的接入和管理的能力。包括部署和伸縮管理翘贮，實例監(jiān)控赊窥，計量等功能。

三狸页、高性能锨能、靈活定制的應(yīng)用開發(fā)流水線框架

挑戰(zhàn)和訴求：

軟件環(huán)境供給慢：開發(fā)環(huán)境分散管理，開發(fā)環(huán)境配置發(fā)放慢（~1周）。

環(huán)境不一致出錯率高：整個開發(fā)環(huán)境由不同部門人員運維址遇，開發(fā)人員自行部署熄阻、配置中間件、依賴包等傲隶，出錯率高饺律。

保持現(xiàn)有使用習(xí)慣：已經(jīng)在現(xiàn)網(wǎng)使用的工具鏈如何保留。

關(guān)鍵技術(shù)：

可定制化流水線：流水線流程可按客戶的組織定義進(jìn)行定制跺株。通過自定義流水將所有步驟串聯(lián)复濒，實現(xiàn)全流程自動化。

客戶工具插件式接入：客戶現(xiàn)網(wǎng)使用的工具可以通過插件的方式接入乒省。

ELB服務(wù)：高可靠巧颈、高性能彈性負(fù)載均衡

華為內(nèi)部廣泛使用，雙11搶購考驗袖扛，保障高性能高可靠砸泛；

提供跨AZ的負(fù)載分發(fā)能力，提高可靠性和運維便利性蛆封；

提供自動彈性擴(kuò)展能力唇礁，可以按流量自動調(diào)整規(guī)格；

部署支持線性可擴(kuò)展惨篱，無單點故障盏筐；

提供私網(wǎng)和公網(wǎng)兩種類型；

支持L4和L7負(fù)載均衡砸讳；

支持Https協(xié)議和證書管理琢融；

DCS服務(wù)：高速分布式緩存DCS

使用特點：高性能讀寫(百萬級并發(fā))，數(shù)據(jù)量G級別簿寂，多種數(shù)據(jù)類型漾抬，需要持久化。

解決問題：提高數(shù)據(jù)查詢和讀寫效率常遂，減輕管理維護(hù)工作量纳令，降低數(shù)據(jù)庫存儲成本。

DMS服務(wù)：高可用克胳、分布式消息中間件服務(wù)DMS

提供WEB Console管理消息隊列泊碑；

提供消息API?使用消息隊列；

支持消息隊列的創(chuàng)建毯欣、查看馒过、刪除坝茎；

支持消息隊列的消息發(fā)送和消息消費缨该；

支持多個消費組同時對一個消息隊列的消息進(jìn)行消費；

支持消息API訪問的安全認(rèn)證没隘；

支持消息隊列的使用統(tǒng)計監(jiān)控。

今天的分享就到這里窘奏，謝謝大家嘹锁！