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编排管理成容器云关键,Kubernetes和Swarm该选谁?

2016-11-16 13:31:06   作者:    来源:CTI论坛   评论:0  点击:


  不论是公有云还是私有云环境,Docker 在新一代技术架构中的重要地位已经毋庸多言,甚至已经有企业在探索完全 Docker 化。在此背景下,如何选择容器技术栈就成为了企业实践的关键。回答这个问题,首先需要厘清技术体系更新的逻辑,再看可选技术是否符合需求。本文认为,容器的管理和编排将是容器云的关键,而 Kubernetes 是最为成熟的编排技术。
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  容器管理和编排将成云计算主战场
  从云化的诱因说起。中国云计算实践八年多,市场认知逐渐提升,锐意创新企业对云的期待已经不是资源弹性、成本优势那么简单,业务的灵活性和稳定性才是直接目标,当然这背后的应用弹性是研发部门要考虑的,所以 DevOps 的理念正在刺激技术团队的神经,敏捷、灵活、高效的容器技术和微服务架构越来越被关注。
  Docker 的理念为“Build, Ship and Run Any App, Anywhere”,通过容器和镜像的特性让 DevOps 变得容易,但 Docker 的前景,更在于支持分布式、服务化设计,实现一系列可独立开发、独立部署和独立扩展的服务组合,以保证业务的灵活性和稳定性。当前AWS、微软、阿里云、IBM、Redhat、VMWare、华为、Intel 等各大公有云和私有云提供商都不约而同地大力投资 Docker,实际上就是认可了这样的趋势。当然,各家技术的选择和产品化的程度是另一回事了。
  符合企业需要的容器云技术架构,需要符合DevOps、微服务的方向,能支持分布式应用,故而合适的容器的管理和编排(Orchestration)工具尤为重要。初级的编排,是资源的编排,即针对物理机或者虚拟机;但更高层次的是服务的编排,需要对架构层次在整体上有一个完整的定义。新浪微博平台运维架构师王关胜就曾经分享说,容器编排的核心内容包括服务定义、资源管理、容器调度、服务检测和服务发现等五个方面。
  所以说,容器的管理和编排正在成为容器云的主战场。Docker 公司推 Swarm 技术,收购专注于编排的 Conductant 公司,正是为此。
  Docker Swarm vs Kubernetes
  当前主流的容器集群管理技术,包括了 Docker 官方的 Docker Swarm、Twitter 背书的 Mesos 和 Google 背书的 Kubernetes。由于Apache Mesos 只是一个分布式内核,目前的发展方向是数据中心操作系统(DCOS),它同时支持 Marathon、Kubernetes 和 Swarm 等多种框架,连 Mesosphere 也是 Kubernetes 生态的一员,从编排的角度,讨论 Mesos 意义不大,故而只对比 Docker Swarm 和 Kubernetes。
  1. Docker Swarm
  Docker Swarm 是 Docker 官方推出的容器管理工具,支持容器的跨宿主节点的集群管理,这让传统的云计算资源管理方式有了新的发展。Docker Swarm 的推出,也是 Docker 从善如流的结果。因为 Docker 曾在很长一段时间内只能运行在单个宿主机上,这让外界和社区感到不满意。于是 Docker 在2014年12月推出了第一个版本的 Swarm,同时发布的 Docker 工具还有 Machine 和 Compose - 后者是 Docker 收购来辅助完善容器编排的产品。
  年轻的“三剑客”并不能立即让 Docker 集群对分布式应用的支持达到炉火纯青的境界,外部出自 Google 的 Kubernetes 项目横空出世,提供另一种方案,而内部的 Swarm 目前也正在不断完善之中。Swarm 的最新进化,是在今年 6 月 DockerCon 大会上发布的 Docker 1.12 内置了 Docker 公司声称的“最佳的容器编排工具”——Swarm 模式(Swarm mode),引入了服务的概念,不再以容器作为主要管理对象单元,不再需要额外的KV存储支持服务模型,让扩容缩容、服务发现、滚动更新、负载均衡和路由等功能都更容易实现。
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  作为 Docker 的编排模式,Swarm mode 是通过独立开发的 SwarmKit 项目来实现的。SwarmKit 的主要功能包括节点发现、基于raft算法的一致性和任务调度等。SwarmKit 通过 Containerd 类似的方式接入Docker Engine,最终通过新的 Docker API 对外提供容器集群服务。根据 Docker 公司的态度,Swarm mode 将会取代之前的 Docker Swarm。新的 Swarm 吸收了 Kubernetes 的一些优点,但作为内置的可选工具让开发者更易于使用——不用另外部署第三方的 Kubernetes 了。
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  2. Kubernetes
  Kubernetes 是一个以 Google Borg 为原型的开源项目。Borg 是 Google 内部使用的集群管理工具,迄今已在 Google 生产环境中运行15年,说久经考验并不过分。Google 新书《Site Reliability Engineering - How Google Runs Production Systems》里面强调,其全球百万台服务器正是通过 Borg 来实现高效管理的,可谓能力卓绝。本来 Borg 是 Google 的秘密武器,但 Google 为了赢得容器云之战,基于 Borg 的经验,结合了来自社区的顶级创意和实践,构建了支持 Docker 容器的 Kubernetes,并将后者开源。
  Kubernetes 功能完善,资源调度、服务发现、运行监控、扩容缩容、负载均衡、灰度升级、失败冗余、容灾恢复、DevOps等样样精通,可实现大规模、分布式、高可用的 Docker 集群,Kubernetes面向 PaaS,它直接为解决业务的分布式架构、服务化设计,完整定义了构建业务系统的标准化架构层,即Cluster、Node、Pod、Label等一系列的抽象都是定义好的,为服务编排提供了一个简单、轻量级的方式。
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  Kubernetes 目前也已经被大量的云计算技术提供商和用户采用,如 eBay、Yahoo、微软、IBM、英特尔、华为、VMware、HPE、Mirantis、网易、普元、亚信等,当然还包括国内的多家容器云初创公司。
  Kubernetes 社区的支持者,则包括(但不限于) Google、Redhat、CoreOS、华为、浙大SEL(浙江大学软件工程实验室)、网易等。Google 卯足了劲儿推广 Kubernetes,在去年不仅加入 OpenStack 基金会,还联合其他20家公司成立开源组织 Cloud Native Computing Foundation(CNCF),就是要保证 Kubernetes 未来在任何基础设施(公有云、私有云、裸机)上都能良好运行,并将推动开源以及合作伙伴社区共同开发容器工具集。
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  3. 主要特点对比
  结合上文,将 Swarm 和 Kubernetes 最新的主要特点对比如下,可见 Kubernetes 增加了很多应用级别的功能,适用于快速应用的部署和维护。
 

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  结论
  基于 Borg 成熟的经验打造的 Kubernetes,为容器编排管理提供了完整的开源方案,并且社区活跃,生态完善,积累了大量分布式、服务化系统架构的最佳实践。SwarmKit 当然还会迭代会更加优秀的版本,但一来模式有根本的不同,二来完善还需要时间。同时,Docker 公司对未来容器编排管理的技术路线也有挑战,把编排的精华加入 Docker,自然有利于开发者获得集群的能力,却也颠覆了系统级程序专注、松耦合的理念,新架构在生产环境中的稳定可靠,可能还需要更多的说服力。此外,Docker 推出不完全开源的 Docker Datacenter 商业套件,也有可能让社区和生态玩家对 Docker Engine 的商业倾向有所担忧。
  所以,从设计模式、工具链、最佳实践和商业模式来看,Kubernetes 都是目前更加让人放心的容器编排管理技术。

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