一、在Kubernetes中管理微服务应用
在 K8s 应用中,管理微服务应用首先面临的问题是多套环境搭建。环境搭建流程非常繁琐,尤其是对于处于快速迭代中的产品,至少需要开发环境、测试环境、生产环境三套环境。
实际的部署中,开发环境可以通过制定流水线实现代码的不同分支,构建出不同 tag 的镜像,最后将其推送到镜像仓库中。但是真正部署在集群中时又会面临多个微服务之间依赖关系的定义,快速复制出一套测试环境需要大量人工操作或脚本类的编写。
另一方面,微服务模块很多,如何编排也是 K8s 中管理微服务的痛点之一。比如微服务模块之间的依赖关系可能会是业务 A 依赖中间件或依赖其他通用的业务模块。在集群中部署后,均以 workload 的形式存在,这会导致无法然一目了然地了解模块之间的依赖关系,也无法合理编排微服务组件。
而且在 K8s 中部署微服务应用时往往会先部署 deployment ,再为其指定 service ,两者之间通过 label 进行选择和绑定。如果部署的微服务过多,YAML 文件的定义会很复杂,后续在同一集群中部署多套也较为复杂。也许 helm 能解决一部分问题,但是 Chart 的编写也是一大门槛。
另外,K8s 集群中微服务组件之间的复用也是一个痛点,比如使用中间件或在项目中开发定制较为通用的模块。我们希望将模块进行沉淀,在新项目开发中能够复用这些模块。而实际情况往往是代码已经沉淀,但部署中要真正使用的用户模块依然需要调整许多配置,比如 YAML 之间的配置或服务之间的依赖关系,这也是影响组件复用的难题。
解决了以上问题后,我们如何将开发好的业务交付到客户环境中,也是一个亟待解决的痛点。
目前, K8s 中最常用的解决方案是通过 Helm进行交付,需要运维人员编写 Helm chart 、定义 values 文件以实现在客户环境的交付,对交付人员提出了较高要求.而且后期维护也比较复杂,因为 Helm本身没有合理的状态回流机制,将资源部署到集群以后,仍然需要手动查看 POD 是否已正常启动。
二、RainBond中管理微服务
Rainbond是开源的云原生应用管理平台,基于 K8s 构建,做了一层应用级的抽象,将复杂的 K8s workload 资源抽象成Rainbond的应用模型。在模型之上支撑了应用的全生命周期管理。Rainbond 的应用模版作为应用模型的载体,可以将应用的能力沉淀下来,形成组件库。最终实现拼积木式的编排体验。
开发阶段,可以对接 git 仓库,将源码一键部署。完成部署后,在微服务架构这一方面,会有拓扑图的实时显示,可以一目了然的观测到应用下各个服务的状态和依赖关系。同时支持微服务框架的一键切换,以及依赖关系的编排。完成应用的编排后,进入交付阶段,通过应用模版将业务沉淀,发布到应用市场,最后实现基于应用模版的一键升级和交付。到了运维阶段,可以监控每一个服务的日志和状态,同时还可以利用插件扩展单个服务的能力。
基于以上流程我们就可以实现应用整体能力的复用和共享,包括组件的发布、安装、升级、交付全流程。
针对多套环境搭建问题,解决方案如下:将应用部署在平台以后,可以通过快速复制,一键复制出所有依赖关系、环境配置等。就像Fork一份代码一样简单。而且可以针对不同的镜像版本或代码分支修改组件的构建源,最终实现开发环境、测试环境到预发布环境到生产环境的一键复制和使用。
针对微服务编排,解决方案如下:应用模型定义了所有组件之间的业务依赖关系。在依赖关系之上实现了应用与架构的解耦,微服务应用可以一键切换不同的治理类型,比如 Istio、K8s 原生service 模式和内置的 Service Mesh框架。
针对用户的单个业务,利用了 K8s 中的 POD Sidecar 机制,提供了组件级的插件,包括日志管理、性能分析、监控等一系列工具。无需更改业务容器代码,即可提升业务的能力边界。
上图为平台上部署好的完整的微服务应用。组件的运行状态和依赖关系一目了然,绿色代表组件运行正常,如果出现异常则会变成其他颜色。业务出现问题时,可以快速定位到问题所在。而在编排模式下,则可以通过直接连线的方式将组件和组件连接在一起,建立两者之间的依赖关系,使组件具有直接访问到其依赖组件的能力。
针对微服务组件复用,解决方案如下:用户可以根据粒度大小定义需要复用的组件或模块,然后将拼装好的模块发布到应用市场作为应用模板,供其他用户一键部署和使用。
应用开始运行以后,无需学习应用模版的制作,便可以通过页面一键发布到应用市场,实现了业务定义应用模版的效果。让业务运行起来的过程就是定义模版的过程。也省去了再次验证模版的繁琐。最终发布到应用市场中的模版作为载体,就能实现各类公有云、私有云场景下的交付。
上图就是微服务交付的完整流程,开始用户通过源码、镜像等拼装出整体应用,最后基于应用模型导出完整的应用模板,沉淀到应用市场,实现了像安装手机App一样的安装体验。
上图为发布到应用市场的模板。在离线场景下可以导出应用模版包,其包含了应用的元数据定义以及所有的镜像,用户在其他环境下一键导入,即可实现和原应用模版一致的安装体验。
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