Serverless Kubernetes 入门：对 Kubernetes 作减法

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：

• 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。

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。

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。

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。

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。

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。

功能

ACK

ASK

存储

须要部署 aliyun-disk-controller/flexvolume

无需部署（正在支持中）

CNI 网络

须要部署 terway/flannel daemonset

无需部署，基于 vpc 网络通讯

coredns 服务发现

须要部署 2 个 coredns 副本

无需部署，基于 privatezone 访问

kube-proxy

须要部署 kube-proxy daemonset

无需部署，基于 privatezone 访问

Ingress

须要部署 nginx-ingress-controller

无需部署，基于 SLB 七层转发

免密拉取 ACR 镜像

须要部署 acr-credential-helper

无需部署，默认支持

sls 日志收集

须要部署 logtail daemonset

无需部署，默认支持

metrics 统计

须要部署 metrics-server

无需部署，开箱即用

挂载 eip

须要部署 terway

无需部署，使用 annotaion 指定

云盘随 pod 建立挂载

依赖 aliyun-disk-controller

无需部署，默认支持

弹性伸缩

须要部署 cluster-autoscaler

无需部署

GPU 插件

须要部署 Nivida-docker

无需部署，开箱即用

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。

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。

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。

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。

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