云原生生态周报 Vol.2-阿里云开发者社区

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云原生生态周报 Vol.2

简介: 本周作者:傅伟,敖小剑,张磊,临石,南异,王夕宁,长虑  编辑:木环 业界要闻 近日,世界上最大的域名托管公司 Godaddy 公司,正式宣布并详细解读了其开源的 K8s 外部 Secrets 管理项目:Kubernetes External Secrets,简称 KES。

本周作者:傅伟,敖小剑,张磊,临石,南异,王夕宁,长虑  
编辑:木环

业界要闻

  1. 近日,世界上最大的域名托管公司 Godaddy 公司,正式宣布并详细解读了其开源的 K8s 外部 Secrets 管理项目:Kubernetes External Secrets,简称 KES。这个项目定义了 ExternalSecrets API,让开发者可以在 K8s 内部以和使用内部 Secret 相似的方式使用外部系统提供的 Secrets,大大简化了开发者为了让应用获取外部 Secrets 所需要的工作量。从安全的角度,这个方案降低了使用外部Secret时候的攻击面(外部 Secret 是通过一个 K8s API 暴露的,而不是之前的每个应用自己实现),也降低了应用在适配外部 Secret 时候的难度。另外,Kubernetes KMS plugin 开源插件 ,采用信封加密的方式与密钥管理能力结合,对进行 K8s secret 的存储加密。建议安全相关技术人员重点关注。
  2. CNCF 官方宣布为中国开发者提供免费的云原生技术公开课。这些课程将专注于云原生技术堆栈,包括技术深度探索与动手实验课程,旨在帮助和指导中国开发人员在生产环境中使用云原生技术,并了解其用例和优势。此前,著名社区 Stackoverflow 发布了 2019 年开发者调研报告,报告有近九万人参与,Top 3 最受热爱开发平台是分别是Linux(83.1%)、Docker(77.8%)和Kubernetes(76.8%)。

相关链接:
https://www.tuicool.com/articles/Jfaeqy2
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https://github.com/godaddy/kubernetes-external-secrets
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https://github.com/AliyunContainerService/ack-kms-plugin
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https://mp.weixin.qq.com/s/y2V3PwOK5qbdmjFsuNTGkg

上游重要进展

Kubernetes 项目

  1. [重要性能优化] 2X performance improvement on both required and preferred PodAffinity. (#76243, @Huang-Wei) 这是一个重要的性能优化。这个提交将 PodAffinity 调度的效率实现了两倍的提高。要知道,PodAffinity/Anti-affinity 调度规则是目前 K8s 默认调度器最大的性能瓶颈点,这次修复很值得关注。
  2. [重要安全增强] KEP: Node-Scoped DaemonSet: K8s 项目现在提供一种叫 Node-Scoped DaemonSet。这种 DaemonSet 的独特之处,在于它拥有、并且只能拥有自己所在的节点 kubelet 相同的权限,并且遵循同 kubelet 相同的鉴权流程。这种设计,避免了以往 DaemonSet 权限泛滥的问题(比如:我们现在就可以让 DaemonSet 只能访问到属于该 Node 的 API 资源)。这个特性发布后, DaemonSet 一直以来都 是K8s 集群里最优先被黑客们关照的尴尬局面有望从根本上得到缓解。
  3. [重要功能补丁] KEP: Add kubelet support lxcfs: 一直以来,容器里面通过 /proc 文件系统查看 CPU、内存等信息不准确都是一个让人头疼的问题,而挂载 lxcfs 则是这个问题的最常见解决办法。现在, K8s 上游正在提议将 lxcfs 作为默认支持,如果得以合并的话,那对于开发者和运维人员来说,都是个喜闻乐见的事情。不过,lxcfs 本身是一个需要额外安装的软件,很可能会成为这个阻碍设计的 blocker。

相关链接:
#76243:https://github.com/kubernetes/kubernetes/pull/76243
/>@Huang-Wei:
https://github.com/Huang-Wei
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https://github.com/kubernetes/enhancements/pull/944
/>
https://github.com/kubernetes/enhancements/pull/953

Knative 项目

  1. Knative serving API 准备升级到 v1beta1 版本,其目标之一是使用标准的 PodSpec,以便更方便的从 K8s Deployment 迁移过来。这个版本和 v1alpha1 对比主要变更有:去掉了 runLatest,缺省默认就是 runLatest;Release 模式可以通过配置 traffic 实现,可以指定各个版本的流量比例;取消 Manual 模式;提供 revision 生成名字的控制;停用 Serving 内置的 Build。
  2. Triggers don't use Istio VirtualServices:Knative Eventing 原有的实现,依赖于 Istio 的 VirtualService 来重写 Host Header,使得接下来 Broker 可以通过 Host  Header 来识别此 Event 是发给哪个 Trigger 的。而最新的做法,则是通过  URL 来进行区分(比如:http://foo-broker-filter-1da3a.default.svc.cluster.local/my-trigger 代表此事件是发送给 my-trigger 的),从而解除了 Trigger 对 Istio  VirtualService 的依赖。
  3. Remove Istio as a dependency:除了上述解耦之外,Knative Eventing Channel 和 Bus 的绑定目前也是通过 istio 的 VirtualService 实现的。在这个新的实现方案中,Provisioners 直接把  Bus 的 主机名写到 channel 的状态当中,就不再需要 Istio VirtualService 来充当 Proxy 了。这些提交,都在透出这样一个事实:Knative 正在逐步减少对 Istio 的各种依赖,这对于一个真正、适用于更广泛场景的 Serverless 基础设施来说,是非常重要的。

相关链接:
https://docs.google.com/presentation/d/10wuLMFXyol731WKuO5x7lalWrH0A6YVHa4exIERQaQ8/edit#slide=id.p
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https://github.com/knative/eventing/issues/918
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https://github.com/knative/eventing/issues/294

Istio 项目

  1. [重要安全增强]最近在 Envoy 代理中发现了两个安全漏洞(CVE 2019-9900 和 CVE 2019-9901)。这些漏洞现在已经在 Envoy 版本 1.9.1 中修补,并且相应地嵌入在 Istio 1.1.2 和 Istio 1.0.7 中的  Envoy版本中。由于 Envoy  是Istio 不可分割的一部分,因此建议用户立即更新 Istio 以降低这些漏洞带来的安全风险。
  2. [性能提升] Istio 1.1 中的新增强功能可以提高应用程序性能和服务管理效率,从而实现扩展,Pilot CPU 使用率降低了 90%, 内存使用率降低 50%。业界已有尝试在Kubernetes中使用 Pilot 实现服务的流量管理,对应用服务提供多版本管理、灵活的流量治理策略,以支持多种灰度发布场景。可以参考通过 Istio 管理应用的灰度发布。

相关链接:
https://yq.aliyun.com/articles/667297?source_type=cnvol_422_wenzhang
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containerd 项目**

  1. runc v2 shim 支持 cgroup 设置:containerd 目前支持多个容器使用同一个 containerd-shim 来管理 - 一个 Pod 就可以使用一个 containerd-shim 来管理一组容器,减少 containerd-shim 对系统资源的开销。但是目前新的 shim v2 没有提供配置 Cgroup 接口,这个功能会在 1.3 Release 中解决。有了这个能力之后,上层应用就可以将 containerd-shim 资源控制也纳入 Pod 资源管理体系中,严格控制系统服务占用的资源大小。
  2. containerd 插件 ID 管理:containerd 允许开发者将自定义的组件注册到服务里,提供了可插拔的能力。但是当前 containerd 插件的管理是假设 ID 是唯一,这会导致相同 ID 的插件加载结果不可预测。当前该问题还在讨论中,计划在 1.3 Release 中解决。


相关链接:

https://github.com/containerd/containerd/issues/3198
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https://github.com/containerd/containerd/pull/3004
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https://github.com/containerd/containerd/issues/3210

本周云原生最佳实践


传统富容器运维模式如何云原生化?**

  1. 在很多企业当中长期以来都在使用富容器模式,即:在业务容器里安装 systemd、 sshd、监控进程等系统进程,模拟一个虚拟机的行为。这种运维方式固然方便业务迁入,但是也跟云原生理念中的“不可变基础设施”产生了本质冲突。比如:容器里的内容被操作人员频繁变化给升级、发布带来了众多运维隐患;富容器模式导致开发人员其实并不了解容器概念,在容器里随机位置写日志甚至用户数据等高风险的行为屡见不鲜。
  2. 来自阿里巴巴“全站云化”的实践:
  • 将富容器容器运行时替换为支持 CRI 体系的标准容器运行时比如 containerd 等。目前阿里已经将 PouchContainer 全面升级为 containerd 发行版。
  • 把富容器里面的耦合在一起进程、服务进行拆分,变成一个 Pod 里的多个容器,下面是“全站云化”采用的拆分方法:(1)  业务容器:运行业务主进程,允许 exec 方式进入;(2)  运维 Sidecar 容器:日志收集、debugger、运维辅助进程等 ;(3)  业务辅助容器:Service Mesh 的 agent。

**

开源项目推荐

  1. 本周我们向您推荐 SPIFFE 项目。SPIFFE,从运维人员的第一感觉而言,是解决证书下发问题的。以往的安全体系更注重自然人的身份认证,而在 SPIFFE 里面所有的运行实体都有身份。一个案例就是 K8s 上的每个 pod 都配置相应的身份,对于多云和混合云的安全角度讲,SPIFFE 的好处在于不被供应商的安全认证体系绑定,可以达到跨云/跨域的身份认证,从而确保安全。下面是我们搜集的一些关于 SPIFFE 的不错的公开资料,有兴趣可以去了解:

    • 项目的主要发起人 Evan 的演讲
    • SPIRE 是 SPIFFE 的实现,和 Service Mesh 结合详见这篇文章
    • SPIRE 的零信任安全机制


相关链接:

https://spiffe.io/
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https://v.qq.com/x/page/t07113umnwq.html
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https://segmentfault.com/a/1190000018432444
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https://www.aqniu.com/learn/39145.html

本周阅读推荐

  1. Knative:精简代码之道,作者 Brian McClain | 译者 孙海洲。这篇文章用循序渐进的例子对“什么是 Knative”做出了很好的回答。如果你现在对 Knative 的认识还停留在三张分别叫做Build, Serving 和 Eventing的插图的话,那可能阅读一下这篇文章会让你对它们的理解更加形象。
  2. Spark in action on Kubernetes - 存储篇,by Alibaba 莫源。存储永远是大数据计算的核心之一,随着新计算场景的不断涌现和硬件技术的飞速发展,存储的适配关系到大规模计算的成本、性能、稳定性等核心竞争要素。本文继上面分析K8s中的Spark Operator之后,从硬件限制、计算成本和存储成本几个角度,讨论了云原生时代来临后存储如何解决成本低、存得多、读写快这几个挑战,详细介绍了阿里云上相关产品在不同场景下的表现,并总结了不同场景下适用的存储解决方案以及选择的原因。如果你是K8s和大数据方面的开发者和使用者,这是一篇你不应该错过的博客,可以快速的帮你梳理当前技术下存储的场景和典型解决方案。


相关链接:

http://www.servicemesher.com/blog/knative-whittling-down-the-code/
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https://yq.aliyun.com/articles/695315?source_type=cnvol_422_wenzhang

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