技术标签: 容器服务 Docker OpenStack Kubernetes 云计算
本文由 网易云 发布
作者:刘超 来自:网易云基础服务
无论是在社区,还是在同客户交流的过程中,总会被问到到底什么时候该用 Docker?什么时候用虚拟机?如果使用容器,应该使用哪个容器平台?
显而易见,我不会直接给大家一个答案,而是希望从技术角度进行分析具体的场景。例如客户是大公司还是小公司,将部署小集群还是大集群,倾向于私有云还是公有云,已经采购了 IaaS 还是没有 IaaS,IT 运维能力强还是弱,是否需要物理机、虚拟机、容器的混合部署,是一般的并发系统还是高并发,这里面所应该做的技术选型都不一样。举个例子,如果你是一个初创型的主营业务非 IT 的小公司,自然不应该花大力气在数据中心里面自己搭建一套大规模、高并发、高性能的容器平台。
接下来,首先,我们来谈下什么情况下应该使用 Docker 的问题。
适合场景:初创公司,无信息安全担忧
如果您是一家初创公司,人员少,IT 运维能力不足,要部署的系统很少,能够花在 IT 系统上的资金有限,当然应该选择公有云的虚拟机部署,它能够解决您的如下问题:
○ 基层 IT 资源的管理交给公有云平台,公司自身运维人员仅需要基本的 Linux 能力;
○ 少量的部署系统,例如 10 台以下的虚拟机,往往替换一个 war,重启 Tomcat 就能解决,如果稍微虚拟机多一点 10 到 20 台,Ansible 脚本可以很好地解决这个问题;
○ 公有云按量按时收费,可以在花费很少的情况下启动,并且在业务飞速扩展的时候,迅速申请大量虚拟机;
这里所说的信息安全担忧,真的仅仅是心理的担忧,公有云往往有大量的安全机制来保证每个租户的安全隔离,只要用好了这些机制,公有云的安全性绝对大于一般公司自己搭建的数据中心,当客户在说要安全的时候,客户在想什么? 这篇文章讲到了绝对的端到端解决方案。
这里贴张图说明公有云的安全性:
○ 多线 BGP,外网线路冗余
○ 高吞吐量的 DDoS 外网防护
○ 更完善的防火墙,入侵检测,WAF
○ 更完善的流量清洗规则
数据库:
○ 高可用:主备切换数据零丢失
○ 高可靠:同城双活,异地备份
○ 安全性:访问控制,IP 白名单
对象存储:
○ 高可靠:超大容量,三份备份,异地同步
○ 安全性:访问控制,防盗链
完善的监控系统,保障大促期间系统故障的快速定位和排障
保障大促能够极大的提升和训练一支有经验的运维团队
大促的业务层面的数据对运维也是机密的,需要流程保障
○ 越来越强的 DDoS 防护
○ 越来越完善的防火墙规则
○ 最新的云平台安全功能和机制
○ 不断更新的虚拟机和容器镜像建设漏洞
○ 不断更新的病毒库
适用场景:初创公司无 IaaS,有信息安全担忧
但是即便如此,还是有初创公司或者初创项目,也许因为心理方面,也许因为合规方面,非常担心信息安全问题,还是希望采取部署在自己机房的方式。
但由于是初创公司,在机房里面一般是不能部署 IaaS,因为 IaaS 平台的运维难度,优化难度更大,没有一个 50 人的团队根本玩不起来,所以一般在使用容器之前,采用的是物理机部署的方式,当物理机数目非常小,比如部署 5 到 10 个应用的时候手动部署或者简单脚本部署就可以,但是一旦到了 20 个应用,手动部署和简单脚本就非常麻烦了:
○ 运维人员比例低,而应用相对较多
○ 部署在同一个物理机上的应用多,配置冲突,端口冲突,互相连接,运维需要一个 excel 去管理,还容易出错
○ 物理机容器被脚本和 Ansible 改的乱七八糟,难以保证环境一致性,重装物理机更加麻烦
○ 不同的应用依赖不同的操作系统和底层包,千差万别
这个时候,可以试一下裸用容器,即在原来的脚本,或者 Ansible 里面,将启动进程,改为使用 Docker run,可以有以下的作用:
○ 配置,端口隔离,冲突减少
○ 基于容器部署,使得环境一致性,安装和删除干干净净
○ 不同的操作系统和底层包,都可以用容器镜像搞定
在这个阶段,最简单的方式就是把容器当做虚拟机来使用,也即先启动容器,然后在里面下载 war 包等,当然也可以更进一步,将 war 包和配置直接打在容器镜像里面,这样需要一个持续集成的流程了,不仅仅是运维的事情,开发也要参与其中。
在这个阶段,网络的模式可以使用桥接打平的方式。
适用场景:创新项目,引入 DevOps 流程
有一些公司规模大一些,已经采购了 IaaS,只不过有一些创新的项目需要部署,这种状态下,基本虚拟机已经能够满足需求,而且由于能够运维 IaaS,IT 能力比较强,一般也采用了 Ansible 等部署工具。
这种情况下,使用容器的动力相对比较少,然而容器也是能够带来一定好处的,就是 DevOps。
创新项目迭代速度比较快,如果有比较多的创新项目,对运维的压力也是非常大的,这里的裸用容器和模式二的裸用容器不同的是,不是拿容器当做虚拟机来用,而是将容器当做交付物来用。
虽然容器化对于运维的整个过程来讲改进有限,但是关键就是要开发写一个 Dockerfile,这一点非常重要,意味着运行环境的配置提前到开发,而非直接交到运维,也即上面说的,开发 5% 的工作量增加减少大量运维工作,容器环境原子性升级回滚使得停服时间变短,可以保持开发、测试、运维环境的一致性。
适用场景:发展中公司,中等规模集群
当集群规模超过 50 台时,裸用容器已经非常难受了,因为网络、存储、编排、服务发现等全部要靠自己的脚本或 Ansible 来搞定,是时候引入容器平台了。
当容器平台规模不是很大时,Docker Swarm Mode 还是比较好用的:
○ 集群的维护不需要 Zookeeper,不需要 Etcd,自己内置
○ 命令行和 Docker 是一样的,用起来顺手
○ 服务发现和 DNS 是内置的
○ Docker Overlay 网络是内置的
总之 docker 帮你料理好了一切,你不用太关心细节,很容易就能够将集群运行起来。
而且可以通过 docker 命令,像在一台机器上使用容器一样使用集群上的容器,可以随时将容器当虚拟机来使用,这样对于中等规模集群,以及运维人员还是比较友好的。
当然内置的太多了也有缺点,就是不好定制化,不好 Debug,不好干预。当你发现有一部分性能不行时,你需要改整个代码,全部重新编译,当社区更新了,合并分支是很头疼的事情。当出现问题时,由于 Manager 大包大揽干了很多活,不知道哪一步出错了,反正就是没有返回,停在那里,如果重启整个 Manager,影响面又很大。
使用场景:万节点集群,多定制
当集群规模大一些,几百个节点时,很多人就不愿意使用 Docker Swarm Mode 了,很多的选择是既没有用 DC/OS,也没有用 Kubernetes,而是仅仅用了 Marathon 和 Mesos。
因为 Mesos 是一个非常优秀的调度器,它的双层调度机制可以使得集群规模大很多。
Mesos 的调度过程如图所示:
使用场景:千节点集群,少定制
Kubernetes 模块划分得更细,模块比较多,比起裸 Marathon 和 Mesos 来讲功能丰富,而且模块之间完全的松耦合,可以非常方便地进行定制化。
使用场景:万节点集群,IT 能力强
随着 Kubernetes 使用规模的越来越大,大型的公司可以对 Kubernetes 进行一定的定制化,从而可以实现万节点甚至更大规模的支撑,当然需要 IT 能力比较强,网易在这方面有很多的实践。
随着集群规模的扩大,apiserver 的压力越来越大。
大的资源池的调度也是一个很大的问题,因为同样一个资源只能被一个任务使用,如果并行调度,则存在两个并行的调度器同时认为某个资源空闲,于是同时将两个任务调度到同一台机器,结果出现竞争的情况。
为了租户隔离,不同的租户是不共享虚拟机的,这样不同的租户是可以参考 Mesos 机制进行并行调度的。因为不同的租户即便进行并行调度,也不会出现冲突的现象,每个租户不是在几万个节点中进行调度,而仅仅在属于这个租户的有限的节点中进行调度,大大提高了调度策略。
通过优化 Controller 加快新任务的调度速度
使用场景:万节点集群,IT 能力强
前面说过 Mesos 由于本身独特的调度机制,从而支撑的集群规模比较大,但是大多数使用 Mesos 的公司都没有使用 DC/OS,而是裸使用 Marathon 和 Mesos 外加自己定制开发的一些组件。
Mesos 可以支持当集群规模非常大,单个 Marathon 的性能不足以支撑时,可以使用自己的 Framework 机制,使得不同的租户使用单独的 Marathon 来解决问题。
Mesos 还有一个优势,就是 Mesos 可以通过开发 Framework,构建大数据平台,例如 Spark 就有基于 Mesos 的部署方式。
使用场景:大型公司,逐步容器化
对于很多大公司但是非互联网公司,使用容器还是需要小心对待的,因而需要逐步容器化,所以存在有 IaaS 平台,并且虚拟机和容器混合使用的状态,这种状态可能会持续相当长的时间。
在这种情况下,建议容器套在虚拟机里面使用。
使用 Flannel 和 Calico 都仅仅适用于裸机容器,而且仅仅用于容器之间的互通。
OpenStack 里面有一个项目 Kuryr 可以很好地去做这件事情,完全使用开源的 OpenStack 和 Kubernetes 可以尝试集成一下。
感兴趣的朋友可以点击这里了解网易云计算基础服务,包括容器服务、对象存储等。
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