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华为云容器技术的正确打开方式:向上灵活调度,向下软硬相合

这是一个属于容器技术的时代,放眼未来十年,企业容器化的浪潮亦将经久不衰。

企业为什么需要容器?

对于传统企业而言,IT架构面临着互联网融合业务中海量用户和快速迭代的巨大挑战。随着业务的扩展,应用系统的复杂性升级,版本迭代频繁,如何保证软件在运行环境发生变化后仍然能够可靠地运行?容器很好地解决了这一问题。

历经二十年,发展到“云”成为大众基础设施的今天,“容器“已经被习惯当做是现代软件基础设施的基本依赖。

无论“云”如何发展,“云”的价值都将回归于应用本身。在企业云化的过程中,不仅需要升级基础设施和平台,应用也要摒弃传统的设计方法,即从架构设计、开发方式到部署维护整个软件生命周期都应基于云的特点设计,构建原生为云而设计的应用。这样才能充分利用云平台的弹性及分布式优势,让业务和应用在云上以最佳姿态运行。

从基础架构地角度来看,容器技术带来的可移植性能够帮助开发者和企业更便捷地上云和迁云,让应用在自有数据中心和云端实现动态迁移。随着容器技术和云计算的计算、存储、网络的进一步融合,该技术将更加推动从传统以基础设施为中心,向以应用为中心的IT架构转变。

在应用架构层面,容器可以方便地支持微服务架构实现应用的现代化,更加灵活的应对变化和弹性扩展。在软件生命周期管理上面,它还有助于将DevOps等最佳实践落地成可运用的标准化工具和框架,大大提升开发效率,加速迭代。

容器技术能够以标准、高效的方式将“应用”快速交付到世界上任何一个位置,因而成为互联网业务创新的基础和底座,更是企业想要突破传统,实现业务云化创新的一个必选项。

落地容器技术,企业面临哪些挑战?

纵观容器技术的发展史,主流容器Kubernetes的崛起令人惊叹。短短几年时间内,它从一个由一群云原生开发者倡导的开源项目转变为由云服务提供商推广的标准运维平台。那么,企业是否可以轻而易举地引入这样标准化的Kubernetes呢?

事实并非如此。

6月13日,由华为云与极客邦联合举办的「企业容器化的痛点及解决思路」闭门会上,华为云基础服务产品部解决方案首席架构师赵阳表示:

“虽然现在在社区、网站上能看到很多Kubernetes相关的成熟材料,依靠这些材料可以搭建出一套Kubernetes,但它离生产还差很远。因为引入容器会带来开发、测试、生产流程的变化,需要根据这种变化做适配。”

赵阳在分享中,提到了企业落地容器化的几个挑战:

  1. 现有的开源K8s容器技术在应对除MSA应用之外的传统企业业务时,仍或多或少地存在着一些问题,典型如现有的容器网络、存储、监控、调度、运维、安全等。
  • 开源K8s容器平台在非功能性指标上与企业对IT基础设施的要求之间所存在的GAP,典型如集群规模、数据面计算/网络/存储性能、多种企业组网模式支持、业务安全与权限管控模型、高可靠/高可用方案、集群资源利用率等。
  • 开源K8s容器平台在企业新业务场景下缺少相应的成熟解决方案,典型如边缘计算、混合云多云、人工智能/深度学习、大数据应用等,割裂的基础设施平台层会增加企业IT运维与运营难度与成本。
  • 容器是一套全新的技术体系,企业IT管理者还需要考虑落地过程中对企业现有研发与IT流程的冲击、引入新技术方案的复杂度、对企业业务现有的SLA指标的冲击、使用门槛与人员技能培训等方面。
华为云容器技术的正确打开方式:向上灵活调度,向下软硬相合

(赵阳在闭门会中的现场分享)

在容器时代,不能只看Kubernetes本身,其‘向上’和‘向下’的问题也很关键。

赵阳指出,“向上”是面向业务场景为用户提供对接,其中的问题是容器并不能直接服务于业务,它还涉及到如何部署业务,如何做服务治理、调度、标准化分发和启动等诸多层面。

向下”,即容器与基础设施相结合的问题。很多人觉得容器的性能并不如虚拟机或者物理机,这是因为容器本身的标准接口并没有和各个厂商进行充分整合。容器如何与底层网络存储做更好的联动,从而提供更高的转发效率、更高性能及更高吞吐量,是一个挑战。因此,可以看到头部的几家云厂商都在进行垂直整合,努力于“软硬一体”。

华为云怎么帮助企业加速云化创新?

华为云作为 Kubernetes最早的采用者,从2014年起参与Kubernetes社区,在2015年CNCF云原生基金会初创时,华为云以唯一一家中国会员的身份加入其中。目前,华为云在Kubernetes社区的贡献国内排名第一,同时也是全球首批 Kubernetes 认证服务提供商。

在深度参与容器技术发展的过程中,华为云也在整合自身超强的计算、存储和网络能力,也在针对容器技术应用痛点,将容器的商用化程度不断推向新高。总体而言,华为云为解决行业问题,针对性地提出了三类解决方案:

1、将容器直接运行在裸金属服务器上

该方案的核心是提出了“卸载”的理念,将网络、存储的虚拟化开销、容器引擎开销全部卸载到擎天系列卡上,极大提升了资源利用率、容器部署密度、单服务器的业务承载能力。

2017年,华为云在国内推出裸金属容器,将容器直接运行在裸金属服务器上,大幅提升了资源利用率和业务性能。三年后,该裸金属容器方案基于华为云擎天架构升级为“零损耗“裸金属容器解决方案。此方案引入容器全卸载、网络硬件直通、动态ENI(弹性网络接口)等新特性,相比第一代裸金属容器,成本下降30%、网络性能提升40%,满足社交资讯、电商、在线教育等行业对容器极致性能和极优性价比的追求。

尤其在面对突发事件造成的流量冲击时,如果现场启动虚拟机拉起业务需要几分钟的时间,无法很好地应对雪崩式的入口流量,可能还会导致服务中断或者用户体验变差。裸金属容器服务则能实现真实秒级启动。

其中,擎天架构由华为历时八年打造,经500+专利加持、10万+节点打磨,实现了“业界最早支持共享存储的裸金属服务器”、“业界首个千万级PPS转发实例”、“业界首家40G带宽裸金属服务器 ”等多项创新突破,提供硬核性能、极致稳定、多样性算力、极优效能的云基础服务,为华为云、华为云Stack、华为云边缘提供一致体验与一致生态。

2、混合云容器实现应用流量的全局服务治理

混合云容器方案的核心理念不是去建一个超级大的单级群Kubernetes(以免在生产上带来很多额外的问题),而是基于Kubernetes官方社区的多云容器的方案集群联邦(Kubernetes Cluster Federation),通过逻辑上集群联邦的方式进行统一管理,实现单个自治与跨云的多集群统一管理。同时,华为云还在上层叠加 Service Mesh (服务网格)技术,实现应用流量的全局服务治理。

值得一提的是,Kubernetes官方社区的多云容器的方案集群联邦(Kubernetes Cluster Federation),正是由华为云容器团队于2015年引入社区并主导的。华为云将此发展为商用级别在业界推出。

首先,华为云混合云容器方案为用户提供容器集群及云原生应用的跨云管理能力。基于容器提供的统一的软件交付标准,应用与整个运行时环境分离,用户可在多个云上的容器服务间随意的迁移这些应用,解决云服务平台供应商锁定和单云场景的低可靠风险。

其次,通过使用Serverless架构的云容器实例CCI配合云容器引擎CCE,容器的秒级弹性机制可以快速的对不同云上的应用和资源进行弹性伸缩,可避免按照容量上限预留资源所带来的浪费。

最后,混合云容器解决方案不仅提供公有云形态的容器服务,还支持与华为云Stack一同部署在客户数据中心,并提供轻量化、可独立部署的CCE敏捷版,搭建与部署更为简单,也无须考虑大量的基础设施的问题。

3、容器批量计算提升集群资源利用率

面对AI、大数据、视频处理等特定计算场景,华为云还推出容器批量计算解决方案。赵阳提到:“在批量计算的场景中,我们在Kubernetes调度上做了一个感知上层业务的调度。”容器批量计算平台的核心调度引擎Volcano提供多种高级调度策略如群集调度、 网络IO拓扑调度、多类型作业混合调度、异构资源(GPU/NPU)调度等,能够有效提升整集群资源利用率。

5G之于容器,不断突破创新边界

华为云在容器技术领域不断推陈出新,为互联网行业企业提供强大的技术平台支撑的同时,也在5G、云、AI等新型信息基础设施中打造坚实的技术底座,降本增效,驱动企业数字化转型及业务创新。

提到5G首先能想到的场景是直播、点播,直播、点播不得不提到转码相关的能力,还有边缘云,主要包括包括边缘管理、中央智能分析等场景。在闭门会中,各企业负责人也提出了几个比较典型的场景:

1、企业跟运营商边缘侧合作,想把手机网络无限接入应用并将其容器化。这个场景是在5GCU、DU分离控制和数据分离的场景中必须的。

2、共同处理器云上的虚机,比如说服务器上的GPU,通过5G或者加带宽,能保证2K左右的高清。通过业内成熟的PCT的协议接UEP的传输,再加上边缘设备的处理,能够把云游戏大范围推广起来。

3、5G直播带货,如果使用虚拟网络会有衰减,所以企业可以直接与底层云厂商网络拉平,希望在容器上做,让网络不再是瓶颈。

从4G到5G本身是传输速率的变化,但这个变化并不是某一个方向,而是探索更多元、更大的可能性。在推动5G创新的过程中,华为云在宽利用率、降低门槛和低时延、体验保障方面均有相关能力的输出,并且拥有相关授权、专利,同时也在不断探索与企业的创新合作,发现更多可落地场景。

联合创新,把握时代先机

在新兴技术与产业深度融合的过程中,技术层面的创新是远远不够的,要切实解决技术和产业的复杂问题需要构建一个完整的生态。华为云顺势而为,推出“5G+X”联创营,聚焦云、AI、5G,与互联网技术创新型企业进行创新场景联合打造和创新应用联合开发,通过技术生态支持与企业品牌联动,实现双方共赢,推动 5G 的商用落地,丰富 5G 生态。

华为云容器技术的正确打开方式:向上灵活调度,向下软硬相合

(6月13日容器化闭门会嘉宾合影)

华为云5G+X联创营成立至今,已有越来越多的互联网企业加入其中,开展不同层面的合作,真正实现跨越式发展。现在,华为云5G+X联创营正在面向全国各行业技术管理者征集更多的力量,共建生态共赢圈。未来,还将继续聚焦当下技术趋势,挖掘企业痛点,持续举办5G+X创新活动赋能行业。