深入 Kubernetes 的“无人区” —— 蚂蚁金服双十一的调度系统 曹寅2/19 一、蚂蚁金服的Kubernetes现状 二、双十一Kubernetes实践 三、展望未来迎接挑战 目 录 contents 目录3/19 一、蚂蚁金服的Kubernetes现状 Part 1：4/19 发展历程与落地规模 Part 1：蚂蚁金服的Kubernetes现状 平台研发 灰度验证 单集群规模 90%+ 应用服务 数十万 应用 Pods业务 6/19 统一资源调度架构 Part 1：蚂蚁金服的Kubernetes现状 非云 资源 云化 资源 基础 服务 蚂蚁 k8s 核心 CRI Kubernetes API Server 极速交付 分时复用 弹性容量 资源画像 规模化调度 高可用容灾 可视化 服务 Cluster Control Panel 在线应用 资源分时调度 Part 2：双十一 Kubernetes 实践 快速腾挪的问题 1.实例上下线需要预热 2. 腾挪耗时不可控 3. 大规模腾挪的稳定性技术风险 9/19 资源分时链路切换 Part 2：资源分时调度 Kubernetes Node 分时调度 Agent Pod 资源 Node 分时调度 Agent Pod 资源 Node 分时调度 Agent

DB2 Region 2 DB3 Region 1 Region 1 DB1 DB2 Region 2 Elastic Region DB3 Elastic DB金融级三地五中心架构的流量调度 spanner LDC01 LDC02 app1 app2 app1 app2 spanner LDC03 LDC04 app1 app2 app1 app2 IDC1 IDC2 再次请求app1 7 跨机房转发 50% 50% • 机房内zone随机路由 • Cookie zone转发 • 蓝绿发布 • 容灾 ØZone内容灾 Ø机房级别 Ø城市级别 • 弹性调度 • 压测 • 灰度蚂蚁金服SSL/TLS实践 合规 性能 安全软硬件一体解决方案 Intel QAT Cavium Nitrox软硬件一体解决方案 SSL握手性能 提升3倍 • 对Spanner实现了异步化改造 3草案中的1-RTT机制通 过扩展的方式提前应用 • ECC-signature扩展 使用高效ECDSA签名算法的同 时，兼容广泛使用的RSA证书 按需握手 • 业务可根据需求灵活选择明文 或密文传输，提升业务效率 动态Record Size • 平衡吞吐与时延 高效 优化 灵活 TLS扩展安全合规能力持续升级 国密算法 • 拥抱监管 • 安全可控 • 金融科技 AntTLS库 • 基于OpenSSL

tech SOFAStack: https://github.com/sofastack3 一、Service Mesh 简介 二、为什么要 Service Mesh 三、方案落地 四、分时调度案例 五、思考与未来 目 录 contents ⽬目录4 一、Service Mesh 简介 Service Mesh 简介5 Service Mesh 简介-比较 Pilot 控制面 社区产品 蚂蚁产品6 二、为什么我们要 Service Mesh 为什么要 Service Mesh为什么要 Service Mesh-现状 5.客户端中间件版本的统一 9% 3.流量调度的诉求 18% 4.框架不断升级 14% 2.机器资源逐年增加 27% 1.业务和框架耦合 32%8 因为我们要解决在 SOA 下面，没有解决但亟待解决的： 基础架构和业务研发的耦合 Mesh-结论9 为什么要 ServiceMesh-结论-方案 应用A 应用 应用B 应用C 应用D 应用E SOA 解耦了不同的业务团队之前的耦合 服务注册中心客户端 限流熔断客户端 动态配置客户端 故障注入客户端 Service Mesh 解耦了业务开发与基础团队之前的耦合 应用代码 业务应用开发 基础设施开发 Mesh 化10 三、方案落地 方案落地11 最终选型：自研数据面+轻量

SOFAMosn深层揭秘 奕杉Agenda Ø背景 Ø构架 Ø能力 Ø性能 ØRoadMap背景为什么蚂蚁需要ServiceMesh Ø拥抱微服务，云原生 • SOFA 5规划落地 • 兼容K8S的智能调度体系 Ø运维体系的有力支撑 • LDC • 弹性伸缩 • 蓝绿/容灾/.. Ø金融级网络安全 • 金融级鉴权体系 • 云原生zero trust网络安全趋势 Ø异构语言体系融合 • SO 参与团队分别使用C，Golang，Java等多种技术栈 Ø基于蚂蚁SOFA体系的Mesh化思考 ü 无法保证上下游应用同时升级到Mesh模式 ü 基于RPC内容的流量调度 ü 升级窗口有限，方案必须简单高效 Ø运维体系，容器化建设等方面适配 ü 蚂蚁运维架构建立在流量调度的基础上 ü 容器管理平台更替快速进行中 ØGolang 性能，成本评估符合蚂蚁实际需求2 构架SOFAMesh 1SOFAMosn 2SOFAMosn内数据流 Upstream 协议配置 ØSOFARPC 支持 Upstream 反向请求Istio集成 3 Ø支持 Istio 0.8 版本 Pilot V4 API ü支持xDS on ADS Ø支持全动态配置启动运行 Ø支持API核心功能点，不断完善中扩展机制 4 • 网络层扩展 • 事件订阅 • 自定义filter • 协议层处理扩展 • 事件订阅 • 自定义filter • TCP层自定义私有协议

支持必要的admin接口性能 0.1.0 0.2.0 0.3.0 0.4.0 Ø 内存复用框架 Ø Slab style buffer Ø Raw-Epoll模式 Ø 读合并 Ø 协程池化 Ø 调度均衡 Ø SOFARPC深度优化 Ø TLS官方库IO优化 Ø HTTP1.1/HTTP2.0 IO优化 Ø 日志操作异步化&多次合 并 Ø 基于RCU的高性能配置更 新安全 & 可观察性 断开链接 继续读取数据技术案例 – HTTP/2.0优化 官方HTTP/2.0实现问题： 1. syscall read较多，效率低下 2. 每个stream分配单独的goroutine处理， 调度开销高 3. 临时对象多，GC占比高 4. 基本实现了RFC中MUST部分，部分功 能需求上不匹配，如GRPC trailer实现技术案例 – HTTP/2.0优化 优化思路：适配MOSN框架，复用官方实现核心结构体和解析流程 Stack内存开销 u Read buffer开销 u Runtime调度开销 参考阅读：million-websockets-and-go Netpoll implmented in Golang runtime conn goroutine conn.read conn goroutine conn.read …… 调度切换/就绪通知技术案例 – 长连接网关RawEpoll模式 R

微博Service Mesh实践 - WeiboMesh �4 Java Server Java Client Registry Motan ➢ 服务治理理 ➢ 动态路路由 Vintage ➢ 注册中⼼心 Opendcp ➢ 智能弹性调度 Graphite ➢ 实时统计监控 平台微服务相关建设⽐比较完善 Notify Subscribe RegisterService Mesh Meetup RestFul API 业务部⻔门 Motan ➢ 业务部⻔门语⾔言种类繁多 ➢ 微服务体系建设不不完善/重复 ➢ ⽹网络抖动，dns不不稳定 ➢ 4，7层冗⻓长调⽤用链及资源消耗 4,7层调度Service Mesh Meetup · BeiJing 趋势 �6 微博Service Mesh实践 - WeiboMesh 微服务 1 容器器化 2 DevOps 3 云原⽣生 Mesh Meetup · BeiJing Weibo Mesh 控制⾯面 �24 微博Service Mesh实践 - WeiboMesh ➢ 策略略扩展：Filter Chain ➢ 流量量调度：MCS（Mesh Command System）Service Mesh Meetup · BeiJing Motan Filter Chain �25 微博Service Mesh实践 -

共用边车组件Envoy七牛现有Service Mesh体系 • Istio产品化 • 东西流量产品化 • 南北流量产品化 • TLS管理优化 • Contour增强 • 入口流量管控 • 跨集群调度 • 发展策略 • API版本兼容两种方式 • 数据面优先，控制面按需迭代七牛容器云Service Mesh发展 • 产品发展 • 依托容器云PaaS中台 • 辐射业务线：Spock，Kodo，Dora等 基于Istio的QoS产品化 • 跨集群流量调度 • 基于Istio的Tracing产品化落地场景—大数据产品 • 系统优化之路 • 多版本灰度升级 • 根据流量做横向伸缩 • 分布式系统性能测试问题 定位难 • 解决方案 • Istio南北流量分流策略产品化 • 基于Istio的QoS产品化 • 基于Istio的Tracing产品化 • 跨集群流量调度七牛容器云产品逻辑架构 Kubernetes Kubernetes + Docker + 生态链七牛容器云产品未来发展 • 更多功能 • 故障熔断 • 故障注入 • 业务配置动态分发 • 优化升级 • 性能优化： • DPDK + eBPF • 系统优化 • 根据需求裁剪Istio。解耦Envoy和其他组件 • 裁剪Istio相关CRD，简化系统结构ServiceMesher公众号 SOFAStack公众号 http://www.servicemesher

proxy可以实 现用户无感知的无损升级。 难度小。通过LVS摘流量滚动升 级 动态扩容难度 应用内置，无须扩容 物理机sidecar单客户端，无须扩容 Daemonset根据宿主机的配置调整Proxy的 资源以应对客户端增多的情况。容量超标 则临时转移到remote proxy 承接临时流量和非主要流量， 基本无动态扩容需求。上云之 后（目前物理机）可以支持动 态扩容Sidecar(in Pod) Daemonset + remote proxy Sidecar（in Pod） Daemonset 对容器的影响 影响大。Pod中增加sidecar容器，加大整个Pod的资源需 求，对K8s的调度形成压力，特别是在资源紧张的情况下； 而且还容器导致资源浪费（sidecar的使用率问题） 影响小。宿主机预留部分资源启动daemonset 即可 运维难度 难度大。Sidecar故障会影响同一个pod的业务容器，同 布，协调成本 高，而且全量升级sidecar对整个系统的动荡太大 难度小。切换流量到remote proxy可以实现用 户无感知无损升级。可以轻易的实现全网一月 一升级，快速的迭代、落地、反馈 动态扩容难度 单机使用，无须扩容 需预先根据宿主机的配置调整Proxy的资源以 应对客户端增多的情况。容量超标则临时转移 到remote proxyRemote Proxy的价值 • 主要职责：备份流量、临时流量、非主要流量

的，也需要慎重考虑 容灾降级:核心业务与非核心业务耦合，在关键时候互相影响 微服务拆分微服务架构要点 微服务架构 要点 服务发 现 负载均 衡 集群容 错 高可用 配置管 理 调度和 部署 伸缩性 集中化 日志 集中式 监控 分布式 追踪163yun.comwww.163yun.com Dubbo产生背景www.163yun.com Spring Cloud技术栈www Service Mesh作为微服务框架www.163yun.com Service Mesh生态www.163yun.com 数据面Envoy • 轻量级的proxy • 静态配置，热加载，热重启 • 动态配置，拉取模式www.163yun.com 控制面Pilotwww.163yun.com Service Mesh优缺点163yun.com 二、网易云微服务框架介绍163yun.com 设计思路

• 服务降级 • … • 微服务拆分原则 • 业务API设计 • 数据一致性保证 • 可扩展性考虑 • …Kubernetes对于微服务的支撑 功能列表 详情 快速资源分配 容器编排和调度 服务部署&弹性伸缩 Deployment 服务注册&服务发现 Service概念和分布式DNS API网关 简单路由功能 统一日志中心 Fluentd & ES 统一监控中心 Prometheus 数据平面 Istio-Auth • 服务间认证 • 终端用户认证Istio的核心组件 • Envoy 是一个高性能轻量级代理，它掌控了service的入口流量和出口流量，它提供了很多内置功能，如动态负 载服务发现、负载均衡、TLS终止、HTTP/2 & gRPC流量代理、熔断、健康检查等功能。 • Mixer 翻译过来是混音器，Mixer负责在整个Service Mesh中实施访问控制和使用策略。Mixer是一个可扩展组