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 灰度验证 云化落地 规模化落地 2018年下半年开始投 入 Kubernetes 及其配 套系统研发 2019年初于生产环境 开始灰度验证，对部分 应用做平台迁移 2019年4月完成云化环境 适配，蚂蚁金服云上基础 设施全部采用 Kubernetes 支撑618 2019年7月到双十一前完成 全站 Kubernetes 落地，超过 90% 的资源通过 Kubernetes 分配，核心链路100%落地支撑

• 解决微服务化后带来的问题 温饱问题 • 计算资源的快速分配 • 基本的监控 • 快速部署 • 易于分配的存储 • 易于访问的外围（负载均衡） • 服务注册和发现 致富问题 • 认证和授权 • 智能路由 • 流量管理 • 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 Configmap、Secret 负载均衡 简单负载均衡，基于Iptables Roundrobin 流量控制 简单根据服务实例进行控制云平台微服务演进之基于API网关的微服务方案 API网关功能增强 • 安全认证 • 流量控制 • 审计日志 • 黑白名单 • …K8S集群 云平台微服务演进之基于Spring Cloud的微服务方案 NS A Service Zuul Nginx Eureka 智能路由（灰度、蓝绿） • 流量管理（超时、重试、熔断） • 故障处理 • 故障注入 • … Mixer • 前提条件检查：安全认证，黑白名单， ACL检查 • 限流管理 • 遥测报告：日志监控 控制平面 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

的方式来管理，使用时通过 secret mount 以 Volume 形式挂载。 存在以下三个问题：  Secret 管理方式与现有密钥管理系统有冲突，需要密钥管理系统强依赖 Kubernetes  Secret 以明文形式挂载在容器的文件系统中，存在安全隐患  Secret 更新时，Sidecar 需要通过热重启方式重新加载，成本高昂基于 Secret Discovery Service 对接内部密钥管理系统  使用 AppLocalToken 替换 Service Account  支持多种Sidecar 通过Citadel Agent 获取证书使用可信身份服务构建敏感数据下发通道 背景介绍 通过应用Pod 中增加一个安全 Sidecar，以API接口的形式为APP及其他Sidecar 提供基础的身 份颁发、身份验证功能  解耦应用的业务逻辑与认证授权逻辑，减少开发量； 发量；  提供密码学安全的认证授权逻辑，提高安全性；  全网统一的认证授权方式，去凭证，减少攻击面；  为每个应用建立唯一的全局应用身份标识，提供服务调用全链路溯源能力，及可问责能 力（accountability）。使用可信身份服务构建敏感数据下发通道 身份获取  应用 A 构造 HTTP 请求，调用 安全Sidecar 提供的 JWT-SVID 颁发接口获取 JWT-SVID。

• Q&A技术架构的演进 • 单体架构 • 一个框架 • 一个数据库 • 分模块整合架构（前后端分析） • 不同的框架或业务模块 • 多种数据源 • 微服务架构 • 各种语言、各种框架或子系统 • 各种数据源 • ServiceMesh一般的开发流程 • 1. 开启一个新的 feature； • 2. Developer 从 develop 分支新建一个 feature/new_branch 的开发； • 3. 开发完成后，提交 merge request（MR）请求合并到 develop 分支； • 4. MR 触发 Jenkins，Jenkins/Drone 触发 Sonar 代码质量检测系统； • 5. Sonar 将 report 和 issue 以 comments 的方式写到 Gitlab MR 中； • 6. Developer 对 MR 进行反复修复直至通过 Sonar 的分析； 是一种文化：一切自动化，工具化，规范化；选择哪个 CI/CD 工具？Docker stats 查看 Docker 服务所占用的CPU和内存开销DroneDrone • 一款使用 Go 开发，基于容器技术的 CI/CD 系统，能够单独部署，支持几乎所有的 Git 平台（Github,Gitlab,Bitbucket,Gogs,Gitea 等）。 • 它的特点： • 一个 .drone.yml 搞定（简单） • 原生

• 罗广明、百度高级工程师 • ServiceMesher 社区（servicemesher.com）治理委员会核心成员 • 云原生社区（cloudnative.to）联合创始成员 • 百度云智学院认证讲师 • 目前在「百度云云原生团队」负责微服务治理与相关中间件研发 • 对云原生架构与技术、研发流程、团队文化有深入研究，对 Spring Cloud、 Service Mesh 等微服务治理框架有丰富实践经验2/总页数 仅适用于 JAVA 应用、Spring Boot 框架 • 侵入性强 • 升级成本高、版本碎片化严重 • 内容多、门槛高 • 治理功能仍然不全5/总页数 优点 • 微服务治理与业务逻辑解耦 • 异构系统的统一治理 • 三大技术优势： • 可观察性 • 流量控制 • 安全 Service Mesh 的优缺点 缺点 • 增加了复杂度 • 整体链路的复杂度 • 操作运维的复杂度 • 需要更专业的运维技能 微服务高可用设计手段 - 服务限流 • 对于一个应用系统来说一定会有极限并发/请求数，即总有一个TPS/QPS阀值， 如果超了阀值则系统就会不响应用户请求或响应的非常慢，因此我们最好进行过 载保护，防止大量请求涌入击垮系统。 • 服务限流其实是指当系统资源不够，不足以应对大量请求，即系统资源与访问量 出现矛盾的时候，我们为了保证有限的资源能够正常服务，因此对系统按照预设 的规则进行流量限制或功能限制的一种方法。

在实践中，服务网格通常实 现为一组轻量级网络代理，它们与应用程 序一起部署，但对应用程序透明。什么是Service Mesh？- by Istio 服务发现 负载均衡 流量控制 ... 黑白名单 限流 ... 身份认证 通信加密 权限控制 ... 调用追踪 指标收集 ...什么是Service Mesh？- 从网络的视角 Service Mesh关注点 网络视角： Service Mesh是一个主要针对七层的 e Mesh是下一代的SDN吗？ 通信网络 l 互不兼容的专有设备 l 基于IP的通信缺乏质量保证 l 低效的业务部署和配置 ... 微服务系统 l 互不兼容的代码库 l 不可靠的远程方法调用 l 低效的服务运维 ... 通信网络和微服务系统面临类似的问题：Service Mesh是下一代的SDN吗？ Network Layer Look at Solution Layer 7+ Message 重试，断路器 • 故障注入 • 分布式调用跟踪 • Metrics 收集产品化增强-支持多网络平面 电信系统一般会有多个网络平面的，主要原因包括：避免不同功能的网络之间的 相互影响； 网络设计冗余，增强系统网络的健壮性； 为不同的网络提供不同的 SLA ；通过网络隔离提高安全性；通过叠加多个网络增加系统带宽 上图中的Kubernets集群使用了Knitter网络插件，部署了四个网络平面产品化增强-支持多网络平面

会，51CTO WOTA大会等 • 知名技术博主，博客可搜索popsuper1982，多篇文章推荐至全 球最大IT社区CSDN首页及《程序员》杂志 • 在工作中积累了大量运营商系统，互联网金融系统，电商系统等 容器化和微服务化经验01 目录 02 03 微服务与Docker、Kubernetes 网易云微服务框架介绍 基于容器服务的微服务架构实践163yun.com 一、微 w.163yun.com 容器管理平台本身也是微服务 所有的多租户容器请求入口流量 对接多个业务：OpenStack， Kubernetes，所有PaaS，持 续集成，镜像仓库，计费，用 户，认证，…… 高可用，横向扩展 熔断，限流，降级 负载均衡，路由 监控，统计 可靠消息163yun.com

管理Mixer是许多客户不想负担的 • 进程外适配器强制运维管理适配器，增加此负担 • 性能 • 即使使用缓存，在数据路径中同步调用Mixer也会增加端到端延迟 • 进程外适配器进一步增加了延迟 • 授权和认证功能是天然适合mixer pipeline的，但是由于mixer 设计 的延迟和SPOF（单点故障）特性，导致直接在Envoy中实现 (Envoy SDS) • 复杂性 • Mixer使用一组称 3：ServiceMesh灵魂拷问三：要不要支持虚拟机？ 托管式实例组：效仿容器和k8s的方式来管理虚拟机 容器的硬件配置 实例模版的硬件配置 硬件 镜像文件的基础镜像 实例模版的操作系统配置 操作系统 镜像文件 自动启动脚本 创建应用 启动业务容器 按照实例模版启动虚拟机+应用 启动应用 k8s replicaset 通过实例模版设置实例数 管理实例副本（固定） k8s HPA或者serverless

Kubernetes • 微服务 ü 现实中有很多挑战 • 还有很多应用没有实现微服务化 • 还有很多应用没有运行在kubernetes之上 • Istio目前还不够稳定，也无法原生支持我们的规模 • 现有系统中的众多应用不可能一夜之间全部迁移 ü 最重要的：平滑迁移 • 微服务 + Service Mesh + Kubernetes 是目标 • 但是如何从现有体系向目标迈进，必须给出可行的实践指导 客户端有改造，单跳Service Mesh时代的客户端和寻址方式 服务发现 加密 负载均衡 请求路由 目标服务 的标识 序列化 链路追踪 故障注入 日志 监控 Metrics 熔断 限流 服务降级 前置条件检查 身份认证 密钥管理 访问控制 …… 下沉到 Service Mesh 轻量级客户端 传统 侵入式 客户端 客户端应该尽可能的轻薄通用: 实现简单，方便跨语言，减少升级可能 最简单，最通用，支持最广

• 内部使用，保证持续投入 • 请放心Sofa Mesh的合作模式：多层次全方位开放 基础类库 功能模块 完整产品 解决方案 服务注册 熔断 RPC 路由规则 负载均衡 限流 加密 认证 Golang Sidecar 增强版本 Pilot Edge Sidecar 服务治理 中心 Sofa Mesh 金融云 可以当Envoy用，如 果你需要一个golang 版本的数据平面