个人承接网站开发,聊天代理分销系统,响应式网站 企业模版,python基础教程心得微服务演进方向
• 面向分布式设计(Distribution):容器、微服务、API 驱动的开发;
• 面向配置设计(Configuration):⼀个镜像#xff0c;多个环境配置;
• 面向韧性设计(Resistancy):故障容忍和自愈;
• 面向弹性设计(Elasticity):弹性扩展和对环境变化(负载)做出响应;
•…微服务演进方向
• 面向分布式设计(Distribution):容器、微服务、API 驱动的开发;
• 面向配置设计(Configuration):⼀个镜像多个环境配置;
• 面向韧性设计(Resistancy):故障容忍和自愈;
• 面向弹性设计(Elasticity):弹性扩展和对环境变化(负载)做出响应;
• 面向交付设计(Delivery):⾃动拉起缩短交付时间;
• 面向性能设计(Performance):响应式并发和资源高效利用;
• 面向自动化设计(Automation):⾃动化的 DevOps;
• 面向诊断性设计(Diagnosability):集群级别的日志、metric 和追踪;
• 面向安全性设计(Security):安全端点、API Gateway、端到端加密;
满足微服务架构模式要求
• 容器化
• 服务发现
• 可编排
• 动态调度
• 支持标准cicd
• 分布式配置架构
• 声明式配置
Kubernetes就是为了满足上述微服务的各种演进和特点诞生的在K8S的设计哲学里充满了对微服务编排的各种模式的定制化支持。 K8S的特性
• Predictable Demands 资源使⽤ 服务配置 流量控制 依赖管理
• Declarative Deployment 滚动升级 固定方式升级 蓝绿升级 金丝雀发布
• HealthProbe 健康检查health check 存活检查 lineness probes (HTTP,TCP,EXEC) 可用性检查readiness probe
• Managed Lifecycle Signal sigkill Restart Prestop hook Poststart hook
• Automated Placement 面向最合适的资源进行调度
K8S各个组件的联动 Pod介绍
将多个容器打通共享隔离机制每个pod都会包含一个paused的容器用于初始化环境其他容器继承该容器的隔离配置
Pod基础
Pod的本质是多个共享资源的容器的组合。 Pod调度的筛选策略 Pod申请资源的优先级控制机制与模型 如上图所示三种资源分配模型各自具备一定的特点基于模型的特点可以整合资源混合部署的优先级控制机制增强整体集群资源的利用率
• BestEffort
• Bustable
• Guaranteed
Service
在K8集群中客户端需要访问的服务就是Service对象。每个Service会对应一个集群内部有效的虚拟IP集群内部通过虚拟IP访问⼀个服务。 • label用于过滤筛选podlabel在k8s内部会进行索引因此检索效率非常高效业务模型设计的时候用于过滤检索的字段可以用label表示尽量写的所有label都是有效检索字段。
• annotations用于注解一些label不易说清楚的事项注意annotation不会被索引因此不要使用annotation用来做筛选字段。
• configmap当开发控制器或者定义容器的时候需要额外的配置这些配置信息又无法通过label和annotation来传递此时最好的方案就是用configmap。
流量接入
通过proxy方式 负载均衡器直接接入到service 通过ingress组件暴露接口 ETCD说明
etcd是k8s的分布式存储中心etcd集群管理raft协议保证一致性。
关于etcd的详细说明有一个开源电子书https://csunny.gitbook.io/etcd/introduce
Controller控制器模型
K8S在etcd基础之上提供了一个基于事件驱动的编程模型基于该模型可以控制资源的生命周期以及响应事件的变化做出动态调整
控制原理示意图 Obeserve---Analyze---Act 事件循环k8s提供的控制器编程模型提供了可靠的基于资源的扩展协议和通用的编程模型在该模型下可以扩展更多的通用定制化逻辑。
用shell脚本模拟控制器模式如下 K8S Watch的事件类型补充说明一下 Operator operator本质上是定制化的控制器只不过控制器层面额外做了很多封装操作这些操作使得我们做定制化资源控制和服务管理时更得心应手。
CRDCustomResourceDefinition非常有用CRD对于我们扩展K8S的接口非常有帮助有CRD我们就可以基于K8S做更多的定制化场景的服务管控。CRD将K8S的能力和特定领域的软件的能力进行了整合这个整合使得K8S具备了非常好的扩展空间。
一个标准的crd定义举例 1. Name
2. API归属组
3. 确定资源类型用于识别该资源
4. 名称的复数形式用于 URL/apis/组/版本/名称的复数形式
5. 作用域名字空间维度或者集群维度等
6. 版本
7. 具体支持的版本号
8. 只有一个版本会标记为存档版本设置为true表示当前版本需要存储
9. 每个版本都可以通过served表示启用与否
10. openapi的版本schema定义模式 Volume
Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录,Kubernetes中的Volume与Pod⽣生命周期相同但与容器的⽣命周期不相关,Kubernetes⽀持多种类型的Volume并且一个Pod可以同时使用任意多个Volume。
• EmptyDir:Pod分配时创建K8S⾃自动分配当Pod被移除数据被清空。⽤用于临时空间 等。
• hostPath: 为Pod上挂载宿主机⽬目录。⽤用于持久化数据。 gcePersistentDisk、awsElasticBlockStore挂载公有云盘。 nfs、iscsi、glusterfs、rbd、gitRepo:挂载相应磁盘资源。
K8S声明式配置标准
• apiVersion
• kind
• metadata
• spec
示例 Resource资源
K8S几乎所有对象都被抽象为了资源(Resource)包括 K8s Core Resources(Pod, Service, Namespace 等)、CRD、APIService 扩展的资源类型。同时 K8s 底层将这些资源统一抽象为了 RESTful 的存储(Storage)一方面服务端按目录形式(/registry/xxx) 存放在 ETCD 中另一方面也为客户端提供了 RESTful API 接口便于对资源的操作(get/post/put/patch/delete 等)。
K8s Watch API 就是为资源提供的一种持续监听其变化的机制当资源有任何变化的时候都可以实时、顺序、可靠的传递给客户端使得用户可以针对目标资源进行灵活应用与操作。 容器内和K8S配置联动方式
容器内进程能获取到的外部编排的上下文信息有两个来源环境变量和挂载项。 第一为环境变量
环境变量需要在编排期设置 第二为挂载的文件
挂载文件以及生成规则也需要在编排期设置对于配置是否只读也可以在编排期设置选项 • 示例比如容器想在运行时了解容器编排的一些注解信息和标签信息基于该注解内容来控制流量策略和业务模型那么实现可以如下方式 K8S集群编排服务的模式梳理
DaemonSet模式
类似于守护进程一样每个节点部署一个pod。
SideCar模式
⽣产环境中经常需要有一些通⽤的配置初始化策略比如权限统⼀设置类似的活⼉交由sidecar 模式的容器器进行管理这样的容器可以只处理通用性的需求比如统⼀将⽇志⽬录的挂载采集策略进⾏编排将日志挂载路路径规范化采集统⼀化;所谓的sidecar就是有一个容器器和其他容器进行了某种的共享策略然后基于共享的内容各自负责各自的事情。 Init Container
服务的启动依赖其他容器进⾏一些初始化工作⽐如动态生成配置⽂件静态文件独立编译生成
后交由服务容器器使⽤。 Singleton Service
全局只能有一个Pod实例有些特定场景的服务只能全局保证只有一个容器在干活其他的同时处理会有资源竞争或者分布式锁的问题因此该场景下可以考虑singleton的部署方式。 Stateful Service 有状态服务比如mysql其数据层关系到该POD不能跟无状态图服务一样故障后重新寻找资源然后启动就OK了有状态服务需要保证带状态的层和服务的捆绑。因此一个服务一旦对某个特定状态有依赖务必需要重点考虑其部署编排模式。
Ambassador ambassador模式类似于代理模式将服务基础能力通过封装的方式独立出去然后业务逻辑通过容器内去访问降低容器接入外部服务的成本。
动态扩缩容
扩容缩容涉及到的维度不同工作原理与方案就不同比如集群维度pod维度等差异。 K8S内置了很多可以面向动态扩缩容的机制比如基于metirc指标动态生成扩容计划
• POD的动态调整模型 • 集群的动态调整模型 其他
• K8S常用的各种命令https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#create
• k8s的watchapi整理https://mp.weixin.qq.com/s/swmMoegiNgNHUwc67NN6AA
• kubebuilder将多个crd整合到一起开发的项目 https://github.com/kubernetes-sigs/kubebuilder
• Metacontroller提供一个定制化的crd但是该crd提供了各种能力的通用型扩展语义 https://github.com/metacontroller/metacontroller
• jsonnet数据模板语言https://github.com/google/jsonnet
• operatorhubhttps://operatorhub.io/
• operator sdkhttps://github.com/operator-framework/operator-sdk
