隨著云原生時代的發(fā)展，傳統(tǒng) IT 基礎設施加速云化，云原生化成為云上的必然趨勢。作為云原生代表技術之一，容器技術可幫助企業(yè)提升 IT 架構的敏捷性，加速應用創(chuàng)新，幫助企業(yè)更加靈活地應對商業(yè)發(fā)展中的不確定性。疫情期間，在線教育、音視頻、公共健康等行業(yè)出現(xiàn)了大幅度的增長。一些基于云計算和容器技術的公司，很好地把握住了業(yè)務快速增長的機遇，實現(xiàn)了自身的跨越式發(fā)展。

容器規(guī)模化落地已成為企業(yè)發(fā)展“必修課”

疫情加速了企業(yè)數字化的發(fā)展進程，低延時和高并發(fā)的線上場景頻繁出現(xiàn)在企業(yè)日常經營中，業(yè)務創(chuàng)新的需求也在倒逼企業(yè)不斷運用新興技術手段。現(xiàn)如今，Kubernetes 逐漸成為云原生時代的基礎設施，容器技術被廣泛應用于人工智能、大數據、區(qū)塊鏈、邊緣計算等場景，作為輕量化的計算載體，為更多的場景賦予高度的彈性與敏捷性。在日常經營和業(yè)務創(chuàng)新的雙重壓力之下，越來越多的企業(yè)從小規(guī)模試用到全面擁抱容器規(guī)模化落地，以保障企業(yè)業(yè)務能夠健康且長遠發(fā)展。

據信通院《2020 年中國云原生用戶調查報告》顯示，60% 以上的用戶已在生產環(huán)境中應用容器技術，近八成用戶的生產需求需要 1000 及以上的節(jié)點規(guī)模滿足，超過 13% 的用戶容器規(guī)模已超過 5000 節(jié)點，9% 的用戶容器規(guī)模大于 10000 節(jié)點。隨著云原生技術的進一步普及，越來越多的企業(yè)核心業(yè)務切換到容器，企業(yè)生產環(huán)境容器集群規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢，容器規(guī)模化落地已成為企業(yè)發(fā)展“必修課”。目前開源版本 Kubernetes 最多可以支撐 5 千節(jié)點及 15 萬 Pod，已經無法滿足日益增長的業(yè)務需求。

容器規(guī)模化落地企業(yè)要過哪些難關

大規(guī)模容器集群可以提供更大的業(yè)務負載能力，更高的流量突發(fā)能力，更加高效的集群管理方式。作為云原生領域的實踐者和引領者，阿里云率先實現(xiàn)了單集群 1 萬節(jié)點1百萬 Pod 的規(guī)模突破，相比于社區(qū)版 Kubernetes，單集群節(jié)點數在社區(qū)基礎上提高了 2 倍，Pod 數提升了 6.7 倍。基于服務百萬客戶的經驗，阿里云沉淀了“容器規(guī)模化落地四步走”的路徑方法，可幫助企業(yè)克服容器規(guī)模化落地過程中的難關，輕松應對不斷增加的規(guī)模化需求。

第一步：如何判斷自身是否需要容器集群規(guī)模化？

當企業(yè)面臨流量突發(fā)型業(yè)務、復雜計算型業(yè)務、需進一步提高運維效率等業(yè)務或 IT 訴求，單集群的容量成為當前掣肘發(fā)展的瓶頸。例如基因計算、在線秒殺等業(yè)務，會在短時間會產生大量的負載，對單集群能容納的計算資源提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，亟需單個集群能夠支持大規(guī)模的節(jié)點來批量運行 Pod。基于此，企業(yè)就要開始考慮集群擴容了，不過追求集群規(guī)模大，并不是一針見效的萬能“銀彈”， 企業(yè)需要根據自身業(yè)務發(fā)展特性，優(yōu)化集群能力實現(xiàn)業(yè)務價值，盲目追求集群規(guī)模化將擴大整個故障域的風險。

第二步：容器規(guī)模化不是簡單擴大規(guī)模的大小，如何自下而上實現(xiàn)一整套體系優(yōu)化，打通任督二脈？

Kubernetes 作為云原生時代的操作系統(tǒng)，其自身及其部署的云環(huán)境是非常復雜龐大的，因此容器規(guī)模化是從底層云資源到上層應用的一整套優(yōu)化體系。企業(yè)用戶需要重點解決三個層面的優(yōu)化：

在云產品層面打破對云資源配額的限制；

在集群組件層面提升資源規(guī)模化的天花板；

在 Kubernetes 資源層面優(yōu)化集群配置策略來保證資源規(guī)模化能力。

第三步：容器規(guī)模化后難以保障原有性能不受損，如何實現(xiàn)性能進一步提升，做個“靈活的巨人”？

容器集群規(guī)模被放大 N 倍之后，對存儲、集群網絡、應用分發(fā)等性能都提出了巨大挑戰(zhàn)，例如大規(guī)模集群數據中心內網絡流量通常較大，網絡延遲與抖動的問題也會隨之被放大，影響集群網絡傳輸效率和集群穩(wěn)定。還有大規(guī)模集群下批量發(fā)布更新應用的常規(guī)場景，1w 個節(jié)點瞬時的鏡像拉取會產生巨大的網絡沖擊，給鏡像服務和網絡帶寬帶來了巨大的壓力。容器規(guī)模化的初衷是提供更強大的技術支撐力，不僅要保障原有性能，還需要進一步提升整體性能。

企業(yè)用戶可重點從四個方面入手優(yōu)化：

• Node&Pod 規(guī)模化效率
• 網絡效率（吞吐與延遲）
• DNS 解析效率
• 鏡像加速

第四步：容器規(guī)模化后最驚心動魄的難關是“穩(wěn)定”

如果說集群規(guī)模化是第一步，那么穩(wěn)定的運行上萬節(jié)點的集群才是更加驚心動魄的，龐大的系統(tǒng)最重要的就是控制故障域，防止雪崩。相對于規(guī)模而言，容器規(guī)模化后的穩(wěn)定性更加重要，因為大規(guī)模集群的恢復不是簡單的重啟就能夠解決的，一旦雪崩開始，整體崩潰不可避免，嚴重影響業(yè)務接續(xù)性。對于企業(yè)而言，大規(guī)模集群的穩(wěn)定性就是業(yè)務在線的安全性。企業(yè)用戶重點需要考慮事前止血預案、資源索引和系統(tǒng)組件優(yōu)化、以及監(jiān)控所有節(jié)點隨時啟動自愈流程。

阿里云幫助企業(yè)一站式實現(xiàn)容器規(guī)模化落地

針對大規(guī)模集群在企業(yè)落地的種種難關，阿里云基于 ACK Pro 提供了企業(yè)級的容器集群管理能力，在 APIServer 和調度器上提供了大量性能優(yōu)化，打破資源規(guī)模限制、提升性能天花板、保證集群穩(wěn)定性。通過自研高性能容器網絡 Terway，優(yōu)化 Pod 延遲 30%，降低大規(guī)模 Service 的性能開銷，不僅可解決大規(guī)模集群的網絡瓶頸問題，而且提供幾乎云上原生的網絡性能，使得集群響應更迅速。企業(yè)級鏡像倉庫 ACR EE 支持獨享存儲，提供按需加載鏡像的能力，降低啟動時間 60%，可解決大規(guī)模節(jié)點拉取鏡像慢的問題。整合阿里云存儲、網絡和安全能力，阿里云一站式為企業(yè)提供容器規(guī)模化運行的最佳性能：更加高效的網絡轉發(fā)、更強擴展能力的存儲、更高效的應用與鏡像分發(fā)、更穩(wěn)定的大規(guī)模集群管理。

值得一提的是，阿里云在近日 2020 云原生產業(yè)大會中，成為首家通過信通院容器規(guī)模化性能測試的云服務商，獲得最高級別認證—“卓越”級別。在信通院的容器規(guī)模化測評中，阿里云容器服務的滿負載壓力測試、網絡延時、網絡性能損耗等多項測評結果，在參與測評的廠商中遙遙領先。?基于此，阿里云擁有足夠彈性的“服務能力空間”，可根據企業(yè)業(yè)務量身定制滿足當前所需的容器集群服務，除了支撐阿里集團內部核心系統(tǒng)容器化上云和阿里云的云產品本身，也將多年的大規(guī)模容器技術以產品化的能力輸出給眾多圍繞雙十一的生態(tài)公司和 ISV 公司。通過支撐來自全球各行各業(yè)的容器云，阿里云容器服務已經沉淀了支持單元化架構、全球化架構、柔性架構的云原生應用托管中臺能力，管理了超過 1 萬個以上的容器集群，提供企業(yè)級可靠服務。

阿里云擁有國內規(guī)模最大的容器集群、最豐富的云原生產品家族和最全面的開源貢獻，提供云原生裸金屬服務器、云原生數據庫、數據倉庫、數據湖、容器、微服務、DevOps、Serverless 等超過 100 款創(chuàng)新產品，覆蓋新零售、政務、醫(yī)療、交通、教育等各個領域。阿里云容器服務是國內唯一連續(xù)兩次入選 Gartner 2019 年和 2020 年《競爭格局：公共云容器服務》報告的廠商，阿里云覆蓋 Serverless Kubernetes、服務網格、容器鏡像等九項產品能力，與 AWS 平齊，產品豐富度領先 Google、微軟、IBM 和 Oracle 四家廠商。

隨著容器技術的逐漸普及，如何評價容器性能高低成為業(yè)內普遍關注的議題。針對行業(yè)痛點，中國信息通信研究院發(fā)布的業(yè)內首個超大規(guī)模容器性能測評結果，客觀真實反映了容器集群組件級的性能表現(xiàn)。在 2020 云原生產業(yè)大會 上，阿里云研究員、阿里云原生技術負責人丁宇表示，“阿里云一直致力于推動云原生在國內的普及，將與信通院一起促進中國容器市場的規(guī)范化、標準化發(fā)展。”

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“阿里巴巴云原生關注微服務、Serverless、容器、Service Mesh 等技術領域、聚焦云原生流行技術趨勢、云原生大規(guī)模的落地實踐，做最懂云原生開發(fā)者的公眾號。”

總結

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