带你读《弹性计算—无处不在的算力》第三章:计算产品和技术3.6容器服务与弹性容器实例(四)

简介: 《弹性计算—无处不在的算力》第三章:计算产品和技术3.6容器服务与弹性容器实例(四)

3.6.3 实现技术

与社区开源的Kubernetes 相比,阿里云Kubernetes 服务除了提供便捷的安装、升级及轻松地实现 Kubernetes 集群的扩容和缩容等管理功能,还提供了更为强大的功能,其相关实现组件如图3-78 所示。

……

image.png

图 3-78  Kubernetes 相关实现组件

1. 自研网络插件

以网络插件为例,围绕Kubernetes 实现的CNI 插件种类丰富、数量繁多。而如何选择一款稳定、高性能,并能支持流量控制、网络策略等高级特性的网络插件, 对于Kubernetes 的网络运行至关重要。以阿里云容器服务的Terway 插件为例,它遵从业界的CNI 设计方式,针对阿里云VPC 网络进行了优化,在Kubernetes 场景下使用,支持网络策略,可以实现Pod 之间的访问隔离。同时,通过在Pod 上声明annotation: k8s.aliyun.com/ingress-bandwidth 和k8s.aliyun.com/egress-bandwidth 可以限制Pod 的入网和出网带宽。

按照部署和调用方式划分,Terway 包含Daemon 和Binary 两部分,如图3-79 所示。

image.png


图 3-79  网络插件Terway

Daemon: 供Binary 调用,分配和管理网络资源。

Binary: 与Kubelet 交互及Daemon 交互,配置Pod 的网络连接


Kubelet 监听到Pod 创建在自己的节点上时, 会通过容器运行时创建Sandbox 容器,然后通过cni 调用Terway Binary 来处理网络命名空间,Terway Binary 调用Terway Daemon 来获取网络资源,Terway Daemon 调用Aliyun Open API 分配网络资源并返回给Terway Binary,最后Terway Binary 为容器的网络命名空间配置网络和联通网络。

Serverless Kubernetes 的实现依赖弹性容器实例ECI 和Virtual Kubelet。

2. 弹性容器实例ECI 技术实现

弹性容器实例ECI 提供面向云原生的免运维容器组(Pod)资源交付。用户只需要提供容器镜像,指定ECI 实例规格,即可运行容器实例,无须关心容器运行在哪台物理服务器上。

作为弹性计算的“一等公民”,ECI 充分发挥底层的计算、网络、存储能力,不仅在资源上与ECS 复用整个阿里云弹性计算资源池,还复用了阿里云网络的基础设施,ECI 和ECS 可以在同一个VPC 内,中间没有虚拟网关的转发开销。ECI 也复用了阿里云存储的基础设施,基于ESSD 的系统盘和数据盘最高可以支持100 万的随机读写IOPS,稳定性和读写带宽都有充分的保障。

资源复用技术

这样做的好处是大幅提升调度的弹性深度。用户直观的感受就是,创建 ECI 的时候除了可以单独指定 CPU、存储容量进行灵活搭配,还可以直接通过 ECS 实例的

规格指定 ECI 的规格,ECI 与 ECS 的资源复用技术,ECI 与 ECS 的资源复用技术如图 3-80 所示。

除了库存的复用,单台物理服务器还支持 ECS/ECI 混合部署,结合新的库存调度算法,提高单台物理机的资源利用率,降低 ECI 甚至整个弹性计算的成本。ECI 目前支持远比 ECS 更小的规格,这在一定程度上可以弥补目前物理机调度的资源碎片的缺陷。

ECI 的成本

ECI 的成本主要包含ECI 实例、网络和存储的使用费用。ECI 实例能够支持两种资源申请和计费模式。

模式一:根据 CPU/ 内存进行资源申请和计费。ECI 会利用 ECS 多个规格族的库存,保障资源的交付。例如:2C4G,会尝试使用 ECS 的 ecs.c6.large、ecs.sn1ne. large、ecs.se1ne.large 等规格进行资源的交付。

模式二:根据 ECS 规格进行资源申请和计费,价格参考各地域 ECS 按量价格, 用户可以根据需要指定 ECS 规格族来使用各规格族的指定能力,例如:指定使用 ecs. sn1ne 规格族,来使用网络增强能力。网络的使用费用主要包括VPC 网络中的负载均衡设备、弹性公网IP、privateZone 等费用;存储的使用费用主要包括NAS、OSS、EBS 快照等的使用费用。

ECI 和ECS 最大的不同就在于ECI 是按量秒级计费的,而不是ECS 常用的包年包月形式。ECI 只会收取用户从开始拉取业务镜像,到实例状态从Running 变成Succeed 或者Failed 之间的费用。ECI 与ECS 如图3-81 所示,用一个2C4G 的实例来说明,如果每天业务运行的时间正好是14 个小时的话,那么ECI 按量付费的成本和ECS 包月的成本是持平的。如果业务每天运行的时间小于14 个小时,那么按量的ECI 成本会比包月的ECS 更低。

除了帮助用户降低显性的使用成本,ECI 还能帮助用户降低隐性成本。Serverless 容器不向用户收取机器的资源成本,而直接按应用消耗的资源来收费。Serverless Kubernetes 提供了开箱即用的容器服务,大大降低了环境部署成本和时间, 同时阿里云在官网上提供了大量的帮助文档和最佳实践,大大降低了开发人员的使用门槛。

image.png


ECI 的启动速度

ECI 的弹性能力在很大程度上取决于ECI 并发创建时的启动速度,因此优化ECI

实例的并发启动速度非常关键。

这里以Nginx 容器的端到端的创建时间(如图3-82 所示)为例,除去实例启动占到的7% 的时间,资源调度的时间占到了43%,而镜像拉取的时间占到了50%。

image.png

图 3-82  Nginx 容器端到端创建时间分析

容器在每次启动时,都会检查本地是否有相应的镜像,如果不存在,则会从远端的容器镜像仓库拉取镜像。在阿里云上的容器实例是运行在阿里云的安全沙箱内的,实例每次重建时都会销毁整个安全沙箱,其中也包括了已缓存到本地的镜像, 这就导致容器重建后依然会拉取镜像。为了减少拉取时间,业界主要有以下三种优化方法。

第一种方法是在所有的计算节点上都缓存基础镜像层,比如centos、ubuntu 等, 如果本地存储资源足够,还可以缓存部分常用的业务镜像。

第二种方法是采取P2P 传输的方式,从多台物理机并行拉取业务镜像的不同层,已缓存该业务镜像的物理机越多,并行拉取镜像的效率越高。

第三种方法是把系统盘和数据盘保存至分布式存储系统,借助存储系统的快照技术,在启动容器时,将快照克隆出的云盘动态挂载到容器中去。


经过大量的优化,目前ECI 启动时已经不需要从远端的容器镜像仓库拉取镜像, 并发创建实例的并行效率提升了数十倍。


相关实践学习
使用ACS算力快速搭建生成式会话应用
阿里云容器计算服务 ACS(Container Compute Service)以Kubernetes为使用界面,采用Serverless形态提供弹性的算力资源,使您轻松高效运行容器应用。本文将指导您如何通过ACS控制台及ACS集群证书在ACS集群中快速部署并公开一个容器化生成式AI会话应用,并监控应用的运行情况。
深入解析Docker容器化技术
Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。Docker是世界领先的软件容器平台。开发人员利用Docker可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。运维人员利用Docker可以在隔离容器中并行运行和管理应用,获得更好的计算密度。企业利用Docker可以构建敏捷的软件交付管道,以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为Linux和Windows Server应用发布新功能。 在本套课程中,我们将全面的讲解Docker技术栈,从环境安装到容器、镜像操作以及生产环境如何部署开发的微服务应用。本课程由黑马程序员提供。     相关的阿里云产品:容器服务 ACK 容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/kubernetes
相关文章
|
存储 容器
46.[HarmonyOS NEXT RelativeContainer案例三] 打造自适应容器:内容驱动的智能尺寸调整技术
在HarmonyOS NEXT的UI开发中,创建能够根据内容自动调整尺寸的容器是实现灵活布局的关键。RelativeContainer结合自适应尺寸设置,可以实现内容驱动的智能尺寸调整,使UI更加灵活且易于维护。本教程将详细讲解如何创建自适应尺寸的RelativeContainer,帮助你掌握这一实用技术。
467 5
|
Kubernetes Cloud Native 微服务
探索云原生技术:容器化与微服务架构的融合之旅
本文将带领读者深入了解云原生技术的核心概念,特别是容器化和微服务架构如何相辅相成,共同构建现代软件系统。我们将通过实际代码示例,探讨如何在云平台上部署和管理微服务,以及如何使用容器编排工具来自动化这一过程。文章旨在为开发者和技术决策者提供实用的指导,帮助他们在云原生时代中更好地设计、部署和维护应用。
760 59
|
JavaScript Linux 持续交付
深入探索容器化技术——Docker 的实战应用
深入探索容器化技术——Docker 的实战应用
498 89
|
Kubernetes Cloud Native 持续交付
Docker:轻量级容器化技术解析
Docker:轻量级容器化技术解析
|
运维 测试技术 Docker
Docker:轻量级容器化技术革命
Docker:轻量级容器化技术革命
|
弹性计算 Java Maven
从代码到容器:Cloud Native Buildpacks技术解析
Cloud Native Buildpacks(CNB)是一种标准化、云原生的容器镜像构建系统,旨在消除手动编写Dockerfile,提供可重复、安全且高效的构建流程。它通过分层策略生成符合OCI标准的镜像,实现应用与基础镜像解耦,并自动化依赖管理和更新。阿里云应用管理支持通过CNB技术一键部署应用至ECS,简化构建和运行流程。
|
存储 虚拟化 Docker
|
开发工具 虚拟化 git
自学软硬件第755 docker容器虚拟化技术youtube视频下载工具
docker容器虚拟化技术有什么用?怎么使用?TubeTube 项目使用youtube视频下载工具
|
运维 Kubernetes Docker
深入理解容器化技术:Docker与Kubernetes的协同工作
深入理解容器化技术:Docker与Kubernetes的协同工作
605 14
|
Unix Linux Docker
CentOS停更沉寂,RHEL巨变限制源代:Docker容器化技术的兴起助力操作系统新格局
操作系统是计算机系统的核心软件,管理和控制硬件与软件资源,为用户和应用程序提供高效、安全的运行环境。Linux作为开源、跨平台的操作系统,具有高度可定制性、稳定性和安全性,广泛应用于服务器、云计算、物联网等领域。其发展得益于庞大的社区支持,多种发行版如Ubuntu、Debian、Fedora等满足不同需求。
732 5

相关产品

  • 容器计算服务
  • 容器服务Kubernetes版