Serverless Kubernetes入门：对kubernetes作减法

时间 2021-02-16

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背景

Kubernetes做为通用的容器编排系统，承载了普遍的应用和场景，包括CI／CD,数据计算，在线应用，AI等，然而因为其通用性和复杂性，管理一个kubernetes集群对于不少用户而言仍是充满挑战的，主要体如今：html

学习成本高；
集群运维管理成本高，包括节点管理、容量规划，以及各类节点异常问题的定位；
计算成本在不少场景中没有达到最优，好比对于一个定时运行Jobs的集群，长期持有资源池对于用户来讲是浪费的行为，资源利用率不高。

Serverless Kubernetes是阿里云容器服务团队对将来kubernetes演进方向的一种探索，经过对kubernetes作减法，下降运维管理负担，简化集群管理，让kubernetes从复杂到简单。node

对Kubernetes集群作减法

无节点管理

咱们相信将来用户会更加关注应用的开发，而不是基础设施的维护。体如今kubernetes集群中，咱们但愿用户可以关注在pod/service/ingress/job等应用编排语义上，对底层node则能够减小关注。nginx

无需管理节点也能够显著下降集群的运维管理成本，经统计kubernetes常见的异常问题中大多数与节点相关，好比Node NotReady问题，也无需担心Node的安全问题，以及基础系统软件的升级和维护。git

在ASK集群中，咱们使用虚拟节点virtual-kubelet代替ecs节点，虚拟节点的容量能够认为是“无限大”，用户不须要为集群的容量担心，无需预先作容量规划。github

无Master管理

和ACK托管版同样，ASK的Master(apiserver, ccm, kcm等)资源被容器服务平台托管，用户无需管理这些核心组件的升级和运维，也不用付出成本。api

极简的k8s基础运行环境

除了无需管理节点和Master外，咱们还对kubernetes集群管理作了大量简化，包括默认托管不少addon，用户无需再管理一些基础的addon，也不须要为这些addon付费。依赖阿里云原生的网络和存储等能力，以及独特的托管架构设计，咱们提供了极度简化但功能完备的kubernetes基础运行环境。安全

综上能够看到，ACK集群至少须要2台ecs机器以运行这些基本的Addon，而ASK集群把这些基础Addon化为无形，能够达到0成本建立一个开箱可用的kubernetes集群。网络

简化弹性伸缩

由于无需管理节点和容量规划，所以当集群须要扩容时也就不须要考虑节点层面的扩容，只须要关注pod的扩容，
这对于扩容的速度和效率都是极大的提高，目前一些客户指定使用ASK/ECI的方式来快速应对业务流量高峰。架构

当前ASK/ECI支持30s彻底启动500个pod（至Running状态），单个pod启动能够达到10s之内。less

更低成本

除去ASK集群自己的低成本建立外，pod的按需使用也让不少场景下资源利用率达到最优。对于不少Jobs或者数据计算场景而言，用户并不须要长期维护一个固定的资源池，这时ASK/ECI能够很好的支持这些诉求。

经验证，当pod一天中运行时间少于16个小时，则ASK/ECI的方式相比保有ecs资源池更节省经济成本。

ECI：快速交付容器资源的弹性计算服务

谈起ASK，必定会谈到ASK的资源底座ECI。ECI是阿里云基于ECS IaaS资源池提供的稳定、高效、高弹性容器实例服务。ECI让容器成为了公有云的第一等公民，用户无需购买和管理ecs就能够直接部署容器应用，这种简化的容器实例产品形态和ASK造成了一个完美的组合。
用户能够直接使用ECI Open API建立容器实例资源，但在容器场景中用户广泛须要一个编排系统，来负责容器的调度、高可用编排等能力，而ASK正是这样的kubernetes编排层。

对于ASK而言，ECI让ASK容器服务免去了搭建后台计算资源池的必要，更不用为底层计算资源池的容量而担心。基于ECI就意味着基于整个阿里云IaaS规模化资源池，自然拥有了库存和弹性优点（好比能够经过Annotation的方式指定底层eci对应的ecs规格，大部分ecs规格均可以在ASK中使用，知足多种计算场景的需求）。另外ECI和ECS复用资源池意味着咱们能够最大化释放规模化红利，给用户提供更低成本的计算服务。

容器生态支持

ASK对kubernetes容器生态提供了完善的支持，目前已有大量客户使用ASK来支撑以下各类场景。

CI/CD：gitlab-runner，jenkins/jenkins-x
数据计算：spark/spark-operator，flink，presto，argo
AI：tensorflow/arena
ServiceMesh： istio，knative
测试：locust，selenium

ASK集群不支持Helm v2，近期ACK/ASK会发布Helm v3的支持，以后用户能够很是方便的在ASK集群中部署Charts。

更多ASK参考文档

快速部署jenkins环境及执行流水线构建：https://yq.aliyun.com/articles/685219
建立Service：https://help.aliyun.com/document_detail/86397.html
基于privatezone服务发现：https://help.aliyun.com/document_detail/141685.html
建立Ingress：https://help.aliyun.com/document_detail/86398.html
使用nginx ingress：https://yq.aliyun.com/articles/727019
sls日志收集: https://help.aliyun.com/document_detail/86402.html
使用kaniko自动化构建镜像：https://yq.aliyun.com/articles/693541
使用虚拟节点：https://help.aliyun.com/document_detail/118970.html
使用GPU容器实例：https://help.aliyun.com/document_detail/119191.html
pod挂载eip：https://help.aliyun.com/document_detail/119199.html
使用镜像快照加速启动：https://help.aliyun.com/document_detail/141241.html
收集pod日志到sls：https://help.aliyun.com/document_detail/131598.html
运行Argo workflow：https://yq.aliyun.com/articles/727132
使用vk-autoscaler: https://help.aliyun.com/document_detail/131590.html

ASK Examples: https://github.com/AliyunContainerService/serverless-k8s-examples

本文做者：贤维

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