Kubernetes 集群运维实践 关注“阿里巴巴云原生”公众号 回复 1124 获取 PPT自我介绍 •嵌入式、微服务框架 •2017 年加入阿里巴巴，负责阿 里集团数十万集群节点规模化运 维管理系统的研发工作 •2019 年参与集团全面上云项目 并经历了整体架构的云原生升级 演进，稳定支撑双11峰值流量分享内容 • 阿里全站上云 • 神龙 (what & why) • 规模化集群运维实践 • Overlay网络 集团机房 云上机房 基础设施 IDC 系统 基础运维 天基系统 CMDB 安全审计 单机监控 ASI 平台 kubelet/Pouch CI/CD k8s extended Service Mesh 安全容器 运维管控 在离线混部 额度管控 监控体系 多租隔离 上层业务 集 团 业 务运维挑战 • 规模大 • 集群规模大 (数十个集群)，节点数量多 (数十万节点) (数十万节点) • 业务线多、应用数量多、应用类型复杂 (有状态、无状态、多语言) • 基础环境复杂 • 大规模 在线、离线 混部 (运维打通) • 装机模板、OS版本、内核版本多；内核补丁、参数不同；其他如网卡中断打散 • 稳定性要求高 • 性能、宕机、夯机、抖动系统架构 • 基础监控 • 秒级、分钟级监控 • 内核性能指标采集 • 监控大盘 • 在线率 • 宕机率 • 抖动率 • 基线系统

三、发布运维体系 目 录 contents 目录3/20 一、业务背景 业务背景4/20 业务背景 业务架构 演进 • 容量  应用|数据库|机房 • 容灾  机房|地域5/20 业务背景 业务架构 单元化 • 高可用 • 一致性 • 可扩展 • 高性能6/20 业务背景 业务诉求 • 运维成本  突发流量应用 | 机房 生命周期 • 运维效率  SaaS 面向站点级别输出7/20 PaaS 能力 • 面向多租户多环境； • 基础资源管控； • 应用发布运维体系； • 业务实时监控，日志收集； • 机房级和地域级容灾能力; 业务背景业务背景 CAFÉ API Server Aggregation Layer 异地多活架构 同城双活架构 K8S API Server 基础发布运维 跨集群应用 资源管理 IaaS层（Ali 心 流 程 两地三中心架构 跨机房和地域统一应用运维 容器运行时 （Docker/Pouch/安全容器） CNI Plugins (VLAN/VXLAN/VPC Router/ENI) CSI Plugins (NAS/OSS/Cloud Disk/Ceph) 网络接入 (SLB/ALB) 容 器 层 跨集群管理 单元化能力 容器镜像管理 批次发布 原生资源管理 Pod伸缩管理

蚂蚁金服ServiceMesh数据平面 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 业务低成本融入服务，运维体系为什么要自研Golang版本ServiceMesh 2 Ø跨团队协作需要考虑技术栈落地成本 ü 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 Ø定义可扩展的插件机制 Ø对于满足请求Stream池化的需求 Ø需处理上层传入的状态事件PROXY 7 Ø基于Stream抽象提供多协议转发能力 Ø执行Stream扩展Filters Ø提供可扩展的路由寻址能力 Ø提供可扩展的后端管理，负载均衡，健康检查能力 Ø维护上/下游核心指标转发流程 8 IO Read Codec Stream Route / LB Codec Stream IO

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 Body Service priority, etc.)总结：他山之石，可以攻玉 • 解决类似的问题：运维和通信的问题 • 相似的解决方案：数据面+控制面+应用 • 不同的协议层次：SDN 2-4层，Service Mesh 主要为7层 SDN对Service Mesh发展的启发： Ø 北向接口 • 面向业务和运维 • 具有较高的抽象层次，比较容易提取统一的控制面标准？ • 主要面向layer 7及以上？ 能否可以成为一个通用的接口协议？ 是否会出现Envoy之外的大量数据面实现？ • 建议：对xDS接口进行改进，去掉实现相关内容 Ø Service Mesh的发展 • 控制面对数据面软硬件的统一控制能力？ • 通过控制面API接入各种丰富的应用场景 - 下一个热点？总体架构-高层视图 DexMesh控制面 MSB-SDClient MSB-Consul Jaeger DexMesh数据面

支持蚂蚁LDC架构，三地五中心容灾架构 • 全面上线SSL加速卡，提供软硬件一体加速方案 2015 • All in 无线，通信通道全面升级（MMTP，MTLS协议） 2016 • 安全防护能力提升，WAF，流量镜像 2018至 今 • 通信协议，架构，安全再次升级（物联终端接入，QUIC协议，国密，可信计算， 海外加速，云原生）金融级三地五中心容灾架构（LDC） 单机房 LDC 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 • 全面拥抱TLS1.3 • 国密优化实现，国密单证书标准支撑 • 支持SGX等可信机制 应用既有业务逻辑， 也有各种功能 业务进程专注于业务逻辑Service Mesh 为什么蚂蚁需要Service Mesh • 拥抱微服务，云原生 • 异构语言体系融合 • 统一服务治理 • 运维体系有利支撑 • 全局流量管理，打通南北，东西 • 金融级网络安全为金融业务而生的SOFAMesh Pod Spring Cloud 应用 SOFAMosn SOFA Mesh 控制面 Galley

• 蚂蚁+UC主导，重点搭载 SOFAMesh使用，目标服 务通用场景，金融场景SOFAMOSNSOFAMOSN内部模块设计SOFAMOSN数据流SOFAMOSN数据流持续演进路径 & 技术案例能力 0.1.0 0.2.0 0.3.0 0.4.0 Ø TCP代理/7层通用代理 Ø 简单匹配路由 Ø 集群管理 & 基本负载均衡(RR、 RANDOM) Ø SofaRpc及HTTP/1.1、 相比官方库原 生实现，QPS提升了100%；HTTP/1.1 也有 30% 以上的性能提升。同时，针对具体 问题提供具体的解决方案，例如对于长连接网关场景，提供raw epoll模式来优化性 能表现。 ü 能力上，经过多轮演进，0.4.0版本已经初步具备了生产所需的大部分功能点，支持 云原生场景下的多协议、路由&LB、后端管理、TLS、遥感监测、XDS对接等功能， 并充分优化了性能，目前已经在蚂蚁、UC id:version 定义 ü 适用于SOA化服务，标准微 服务 ü 适用于跨语言通信的场景蚂蚁落地 – 复杂路由 ü 基于链式路由机制扩展，使 用router match，subset等 开源能力实现 ü 适配蚂蚁三地五中心机房部 署，LDC/弹性架构 ü 蚂蚁内部划分R/G/C三种 zone类型，每个Zone的能 力不保证对等 ü 适用于单次简单路由无法解 决的复杂架构场景(如非对

之论道Database Mesh 分享人：张亮 日期：2018年07月25日Service Mesh风头正劲Service Mesh产品多样化Service Mesh的优势 云原生 零入侵 可观察性 面向运维服务化之后，数据库怎么办？ 服务 • 无状态 • 根据规则路由 • 业务方处理事务 数据库 • 有状态 • 根据SQL路由 • 数据库自动处理事务数据库的进化趋势 • SQL • Database-as-a-Service What's Really New with NewSQL?数据库中间层的优势 系统 •事务 运维 • DBA 开发 • SQL数据库中间层应具备的能力 分片化 多副本 数据一致性 弹性化 治理能力 观察能力数据分片 App2 DB App1 App3 App2 DB1 DB2 DB3 App1 App3数据分片：引入中间件 App1

用户与Istio的区别 我是作者名称没有对称的server端agent • 性能考虑 • Proxy已经增加了一跳，server再增加一跳会加剧 性能压力 • 部署考虑 • 服务端agent成为必选项会增加运维压力 • OSP server默认没有agent，web server只带一个 服务注册agent • 服务端的一些治理、trace、鉴权功能通过代码插 件的方式实现 • 治理效果考虑 • EnvoyClient端不基于IPTable劫持 • Istio的设计很美好，但现实总是很残酷 • IPTable性能不总是足够好 • 任何组件都有不可用的时候。客户端无论如何都要有自切换的能力和可 用的备份 • 尽量减少外部组件依赖。业务/运维总会有各种特殊的需求，依赖外部组 件会给自定义需求带来障碍。 • 保持客户端选择proxy的自由度和灵活性，在我们的实践中好处大 于坏处胖客户端 vs. service 响应（目前还没有生成HTTP sdk） 应用侵入性 侵入性大。复杂客户端会给 应用造成负担，包括资源占 用、依赖冲突等等 侵入性小。SDK只有简单的寻址和序列化/ 反序列化的功能 无侵入性。应用自行调用 运维难度 难度大。客户端的问题会对 应用直接产生影响，耦合太 重 难度小。Sidecar故障可以将流量临时切到 remote proxy解决 难度小。集群通过LVS接入，单 台机故障可以下线 升级难度

SDK/透明劫持：运维和可监控性不好，性能不高，风险不太可控。12 方案落地-目标架构 MOSN APP Pod MOSN APP Pod 服务发现 More Sidecar More Sidecar Pilot MQ Kubernetes Sidecar Operator 产品层 运维能力 监控能力 流量调控 安全能力 扩展能力 HTTP/RPC13

控制面：Consul 管理后台5/24 服务治理能力 – 基于严选第一代ServiceMesh（cNginx） 类型 功能 能力提供方 服务调用方（Client） 服务提供方（Server） 服务注册与发现 注册发现：基于 Consul √ 调用控制 协议支持：HTTP 1.X/2.X，可扩展至 TCP √ 路由控制：提供简单的路由能力 √ 负载均衡：支持 RR、权重、一致性 Hash 为严选带来了哪些架构收益 • 历史包袱：现有的服务在不改造的情况下引入了服务治理能力 • 大大降低了中间件的研发投入和演进成本，也降低了业务和中间件的耦合成本 • 基础架构与业务架构可以独立演进 • 为多语言栈提供了服务治理能力7/24 持续演进的诉求 • 提供高质量的服务治理能力 • 增强流量管理能力 • 将更多治理特性（如限流、熔断、故障注入）与业务架构解耦 • 支持更多的协议 Service Mesh 框架 - Istio • 由 Google，IBM 和 Lyft 联合开发，Go 语 言，与 K8s 一脉相承且深度融合 • K8s 提供了部署、升级和有限的运行流量管 理能力 • Istio 补齐了 K8s 在微服务治理上的短板 （限流、熔断、降级、分流等） • Istio 以 Sidecar 的形式运行在 Pod 中， 自动注入，自动接管流量，部署过程对业务 透明