阿里云ECI如何6秒扩容3000容器实例?-阿里云开发者社区

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阿里云ECI如何6秒扩容3000容器实例?

简介: 2021年云栖大会现场,阿里云工程师演示了在6秒时间内成功启动3000个ECI,并全部进入到Running状态。本文将为你揭开阿里云ECI是如何做到极速扩容的。
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引言

根据最新CNCF报告,有超过90%的用户在生产环境使用容器,并且有超过80%的用户通过Kubernetes管理容器。是不是我们的生产环境上了K8s就完美解决了应用部署的问题?IT界有句俗语,没有什么是万能的,K8s也不是万能的,K8s解决了应用的编排和调度,但没有解决资源容量的限制、没有解决容器的安全隔离,以及高昂的运维成本。


传统K8s的问题和困境


  • 资源效率低


图1.png

这个资源柱状图来自阿里云一个客户,业务的流量高峰期CPU大概在7000-8000核,在流量低谷期只有几百核CPU的使用。如果在做IT规划或者购买资源时,按照峰值流量去规划资源,会导致严重的资源浪费。但如果按照使用量去实时规划ECS资源,又会导致在面对一些突发流量时无法及时扩容,影响服务的稳定性。


  • 资源隔离弱


容器使用系统内核的namespace进行资源隔离,但内核仅支持UTS、IPS等6种namespace隔离。我们遇到过一个客户,需要在测试环境修改某个业务Docker的时间,结果导致一台机器上所有的容器时间都被修改。还有定制内核参数、IO公平分享等场景,也有相同的问题。


同时,容器安全也一直被大家诟病,例如特权容器直接可以看到机器上所有的磁盘数据。


  • 运维成本高


云原生为IT带来了很多便利,但同时云原生也让整个IT运维变得越来越复杂。一个K8S容器集群,至少需要部署高可用Master、网络插件、镜像仓库、日志服务,以及监控组件。即便辛苦把这些组件安装完成,也要面对后续每天各种运维、告警的处理,运维每天是各种的救火。


阿里云弹性容器实例ECI应运而生


有没有一种免运维、并且能够按需使用的安全的容器解决方案呢?阿里云弹性容器实例应运而生了。


阿里云弹性容器实例(简称ECI,Elastic Container Instance)是阿里云结合容器和Serverless技术提供的容器运行服务。通过使用ECI,在阿里云上部署容器时,无需购买和管理云服务器ECS,可以直接在阿里云上运行Pod和容器,省去了底层服务器的运维和管理工作。简单来说,一个ECI就是一个Pod,可以被K8s编排和调度。

2-架构图.jpg


阿里云弹性容器实例特别适用于突发的业务流量,或者短周期的任务运行。那么ECI和客户自己去购买ECS,在ECS里运行Docker有什么区别呢?最大的区别在于如果使用ECI,整个容器的运行时会将由阿里云来运维。


3-架构图.jpg


ECI有以下优点

  • 底层资源由阿里云托管,用户不再需要管理底层VM(虚拟机)。
  • 复用整个阿里云的弹性计算资源池,保证充足的库存。
  • 低成本,按秒计费,从Pod开始创建时收费。
  • 启动快,秒级启动底层安全沙箱。
  • 兼容性强,完全兼容K8s。

阿里云弹性容器实例采用社区的Virtual Kubelet方案与K8s集成,当集群内有Pod创建并调度到Virtual Kubelet时,Kubelet就会调用ECI接口,启动ECI。


ECI与业务系统的对接方式包括

  • 推荐)通过阿里云容器服务Serverless Kubernetes(ASK)部署业务,提供无需运维的Kubernetes集群能力,底层Pod资源全部使用ECI承载。
  • 推荐)通过阿里云容器服务Kubernetes(ACK)部署业务,为ACK集群提供额外的海量弹性能力。
  • 通过Virtual Node对接用户在ECS上自建的Kubernetes集群,提供方便快捷的弹性计算资源。
  • 通过Virtual Node对接用户在线下IDC自建的Kubernetes集群,提供云上的无限弹性计算能力。
  • 通过OpenAPI直接对接业务系统,低成本的随时创建或释放ECI业务容器。


图4.png


ECI极速启动实例:6秒钟3000个容器实例


在2021年云栖大会现场,阿里云Serverless容器服务弹性容器实例发布了极速启动实例新特性。弹性容器实例在解决上述应用部署问题的基础上,创新的提供极速启动的产品特性。现场演示了在6秒时间内成功启动3000个ECI,并全部进入到Running状态。

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阿里云是如何做到6秒钟启动3000个容器实例?


一方面,通过大量用户级别的创建历史数据,应用机器学习找出用户创建Pod的规律,通过预测预调度、资源复用等手段,节省ECI的调度、创建时间,同时使用了阿里云袋鼠沙箱容器作为引擎,辅以overlay网络、存储方案,将单ECI实例冷启动时间压缩到了3秒以下,针对袋鼠引擎后续会有专门文章进行详细的介绍,也敬请大家期待。


另一方面,在镜像拉取维度,通过镜像缓存把容器镜像做成快照,免去每次启动Pod拉取容器镜像的动作,例如阿里云的达摩院AI团队部分镜像可以达到几百G,如果按照传统方式拉取需要十几分钟,通过ECI的镜像缓存方案可以实现Pod秒级启动。

5-架构图.jpg


展望未来


阿里云弹性容器实例提供了从Runtime、GuestOS、底层计算、网络、存储资源的免运维全托管服务,并在2021年云栖大会上发布了极速的实例启动速度,帮助客户快捷的完成业务系统扩缩容。


随着云厂商服务边界的进一步上移,ECI期望通过规模化、集约化的资源调度和端到端的Runtime设计,提供相比客户自建容器资源池更好的弹性、性能和成本能力,这将是未来1-2年阿里云弹性容器实例持续探索的方向。


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