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2019可信云大会丨微软中国马平:AKS支撑微服务架构&Azure DevOps加速微服务迭代开发
作者: 发布日期:2019-07-03

7月2日,2019可信云大会在北京国际会议中心隆重开幕。2019可信云大会以“智能云网边,可信创未来”为主题,由中国信息通信研究院主办。

下午13:30大会特设的智能云论坛活动正式开始,微软(中国)有限公司微软全球技术黑带专家马平做了《AKS支撑微服务架构&Azure DevOps加速微服务迭代开发》的精彩演讲。

微软(中国)有限公司微软全球技术黑带专家马平

微软(中国)有限公司微软全球技术黑带专家马平

大家下午好!我的演讲题目分两部分,一是AKS支撑微服务架构,另外一个是DevOps加速微服务迭代开发。

我叫马平,是微软全球技术黑带,微软全球技术黑带是一个部门名称,在这个部门中基本是一些技术专家,我负责的是容器、中间件、微服务、Serverless和DevOps等。

目前微软在云上的认证有两个专家级别的证书,这两个证书强烈向大家推荐考一下。

我们在谈论一个问题时首先要知道谈论这个问题的范围。(图)7月2号、7月3号所有的议题内容基本在这张图上都能找到。IT发展到今天分为三大板块:

1.IT的基础架构,就是网络、计算、存储;

2.数据架构,数据架构不要理解成为光是数据库,包括非数据库,大数据、人工智能,因为人工智能如果没有数据、没有大数据的话,是玩不转的;

3.与微服务相关的就是应用架构。应用架构层发展到今天有各种各样的,如两层、三层、SOA等等,今天叫微服务,微服务架构比较有特点,它虽然是应用层的架构,但对底层架构、对数据层架构都有要求,并不是只在应用层考虑就可以。所以大家讨论微服务架构时一定要明确,微服务架构虽然在应用层架构,实际上对底层基础架构、数据架构都有要求,甚至对于持续集成、持续发布、服务发现等等也都有要求。这是我们在谈论一个IT问题时需要明确这个问题属于哪个范围。

一、微服务架构基本概念

一般我讲东西的时候不愿意讲概念,特别是讲太底层的概念,习惯的是首先这个东西为什么会有,把这个东西想清楚了,这门技术就会有自己的独立判断,它有没有发展前景,是不是基于新的技术架构应该采用的微服务架构。

为什么要采用它?当出现什么样的问题时会考虑微服务?其实有一点大家可以很明确,如刚刚说的三层架构,底层基础架构,有一天忽然发现不管底层基础架构怎么变,都难以承受达到一定程度的高并发的用户请求数的响应。

早期我做中间件,做一个底层集群,多少节点支撑多少用户量级的并发数?我知道最高是16个节点。但这个并发数也是有限的,再增加怎么办?这就是问题。应用高并发存在性能瓶颈这一项,如果应用存在类似问题,基本上要考虑微服务。业务复杂性、团队规模日益扩大、单体应用维护升级部署难度加大,这些在我看来不是必然因素,因为这些因素可以通过管理去解决,可以通过设计去解决,但是高并发是一个硬的,不能支撑就是不能支撑,100台机器组成一个集群不现实,无法维护,这是为什么要使用微服务。

微服务架构:What?

微服务架构是随着云计算的发展应运而生的一种微软设计风格,与之对立的是传统的单体架构。

除了技术视角,给大家一个业务视角,单一职责原则,一个微服务做一件事情,不要一个微服务做很多事情。然后再说这个技术实现特点是什么?一个微服务就是一个独立的进程。是按照业务而不是技术的边界来确定一个微服务。从业务视角,每一个微服务是做一件事情,而且这一件事情是有一个明确的业务边界,所以能做到这一点,就知道微服务大概是什么样的架构。

从技术人员角度来讲,因为每一个微服务是一个独立的进程,可以想像将来的应用是分布式应用,不是一个应用。

微服务架构:Why?

比如迭代效率慢,提升迭代效率是可以做到的,因为每个服务做成微服务以后,微服务是独立开发部署,不需要依赖于其他的微服务。

弹性扩展,高可用,怎么做到?每一个微服务都可以做到自己的弹性扩展,想扩展到多少个就扩展到多少个,假设底层硬件是足够支撑情况下。

容错,不可能某一个微服务down掉就会导致整个应用全部崩溃,这种情况不允许出现,但这种情况在单体应用当中经常会出现。单体应用当中某一个组件占用内存过多,导致整个应用无法接受处理客户请求,这有可能出现,但在微服务里这是不会出现的。

丰富的技术栈。今天很难用一种语言开发某一种应用,今天应用可能是用不同的语言来开发的,因为不同语言开发的效率不一样,所以将来微服务的应用可能有很多语言,所以对语言来说没有要求,都可以选择合适的技术栈。

提高组织效率。每一个微服务是由一个小的team去维护、开发的,所以如何打造高效的小型团队,5-6个人,这也是非常重要的。

智能云架构:How?

业务域&技术域。服务要建模,服务要划分,这部分与业务视角相关,一定有业务含义的单一职责原则实现的微服务拆分。如果感兴趣的话,有微服务驱动设计,可以看一下,教你怎么按照这种原则拆分你的微服务。

技术域。微服务框架目前市面上已经有的SpringCloud/Dubbo,微服务其实并没有限定用哪种语言,如果用的是支撑平台,对语言没有限定,支撑平台可以选定哪个,容器方面可以选择Kubernetes和Docker,货币宣传一个PaaS平台,就是AKS,或者OpenShift也可以。当然基于IaaS平台也可以,要自己动手搭建。

组织域&技术域。微服务会导致开发效率低下的话,这个微服务是没办法迭代起来的,要求每个微服务开发周期比以前要大大缩短才可以,随时测试、随时上线、随时部署,要求有一个DevOps平台帮助你支撑这些。

以上是实现微服务架构的思路,供大家参考。

二、Kubernetes与微服务架构

Kubernetes核心组件。

回顾IT发展,最近五六年比较激动人心的三大技术架构里,底层基础架构、计算网络存储、容器产生以后,归类为基础架构层面,所以在基础架构层面出现了Docker,以及Kubernetes技术,这是革命性的。

Kubernetes迭代发展到现在,目前组件是有增长趋势,所以可以在论坛上看见有人说Kubernetes越来越庞大了,它虽然庞大,但核心基本没有变,那些组件可以加,也可以去掉,并___核心组件加进去。

前面说到弹性扩展怎么保证?如果一直保证持续运营这些任务有DeamonSet,如果运行一次任务有Job这些的对象帮你做。

要自动扩展有一个Horizontal Pod Auto-scaler。Service,因为后台是很多个容器实现的服务,怎么找到这些服务呢?用的是service。

外部负载均衡怎么找到?Ingress,可以自己去定义你的路由规则。对于什么路由规则,怎么路由到service的规则,很灵活。

Secret,用户名、密码可以保存在Secret,既保证安全性,又保证了便携性。除了用户名、密码,还有很多配置信息怎么办,不能也写死在容器里,用ConfigMap帮助你实现。还有一些特别的权限,比如在容器里,这个容器里的这个服务需要访问其他容器里的其他服务,需要授权,用Service Account,这是访问内部授权的账户。容器如何实现持久化,用PVC和PV去实现。这些都是Kubernetes帮助你去做的。

如何帮助做到这些事情?这些事情都是你在做微服务这个平台需要考虑到的,这些东西Kubernetes已经帮你做了。Kubernetes基本上已经可以作为一个比较适合支撑微服务的架构平台。

前面说了“基本上”,为什么?因为Kubernetes必须是容器云的平台,并不是为微服务而生的,是微服务这个架构越来越火了以后,大家想Kubernetes能不能作为微服务的支撑平台,就加了一些能够支撑微服务平台的特性,但还不够,因为毕竟不是为微服务而生的,是为容器而生的。所以就出现了Service Mesh,可以理解成是一个容器服务,这个容器是做什么用的?绿色方块是每个容器,蓝色方块是Sidecar,也是一个容器服务。容器之间所有服务都要经过我来帮助你去通信、流量管理、限流等杂七杂八的活,都帮你干了。因为在Kubernetes平台里没有这些东西,那些是微服务平台要求的。

Service Mesh迭代非常快,蓝色小方块是Sidecar,有一个控制面板帮助你去管理,这是它的原理。Service Mesh是一个可以部署在Kubernetes上的容器服务,也就是说Kubernetes+Service Mesh就可以最终成为一个微服务强有力的支撑平台。

Service Mesh是一个理念,是一个概念,真正实现它的是Istio,Istio目前迭代到1.2版本,实现的理念就是前面说的这种方式。把Istio部署到Kubernetes上,就有一个完整微服务的支撑平台。

三、AKS支撑微服务架构

Kubernetes已经支持微服务架构了,但还不够,为什么?Kubernetes周边还有安全、治理、认证、底层架构Automation,还有开发相关、监控相关等,在Kubernetes上没有。对于很多第一次接触Kubernetes的人,看到它的安装手册或学习手册,可能都会被吓到,因为安装一个Kubernetes就要花好几天的时间,还是比较顺利的情况下。所有的云厂商都有一个目的,即致力于把复杂问题让你易于上手,AKS就是这样一个产品。

如果DIY Kubernetes,如果用托管式在Azure上的Kubernetes,容器化基本是一样的,都可以,没有问题,应用的迭代和debugging在上面是可以的,CI/CD直接可以集成到你的DevOps平台。Cluster hosting是托管,我帮你托管整个业务服务,因为升级很有可能需要现场职守,还有备用方案,万一升级失败怎么办,这里我们帮助你自动升级。Scaling,一个是容器本身自动扩展,这是Kubernetes本身提供的,另外这里Scaling指的是底层计算资源一个节点,如发现这个集群大小不够,需要再增加几台机器,如果用手工去做比较麻烦,在这里可以帮助你做自动化,只需要一条命令就可以。日志和监控已经集成进去了。

Kubernetes分管理节点和计算节点,管理节点一般是单数,1357,master节点,这些节点本身是虚机,要收费的。但在这里因为是托管式的,所以管理节点免费,只收计算节点费用,这是非常合理的。我们对上面还是坚持支持Kubernetes100%的兼容,唯一改的是把这一块改成了由我们来托管你的master节点。

AKS如何快速创建一个Kubernetes集群(Demo)。

出现一个界面,因为我们所有资源放在一个资源组里,新建一个资源组名字就可以了。现在区域是在中国北京北2和上海东2两个数据中心可以部署Kubernetes集群。

版本可以自己选,默认是1.7,现在到了1.14。底下选虚机大小和个数。

可以选择网络,一个是基本网络,一个是高级网络,基本网络你不用管,自动按照默认帮你设,高级网络是你自己设定一个局域网,把Kubernetes部署到你这个局域网当中,可以自己设定一个网络规划,把Kubernetes部署到你的这个网络当中。

创建,根据选择虚机的个数和大小有一定关系,大概10分钟会创建完毕。创建好集群以后,有访问地址,可以看到所有资源信息图表的监控,可以看到集群,有多少节点,目前有3个计算节点,可以把它点开来看,可以看到目前跑了哪些服务,可以看到容器具体信息。

如果想升级,点一下升级,就可以升级到当前最新版本。

扩展,点击扩展节点的大小和资源。

日志,非常重要,因为把应用部署到容器化以后,怎么看到每一个应用的日志,把所有日志收集到一起,展现在一个平台上,可以按照关键字去搜索。

四、Azure DevOps加速微服务

微软现在云上有Azure DevOps的服务,这是公有云上的服务,还有私有云的服务,可以部署在私有云上。

有五个功能组件:面板,可以看到所有工作量信息,以及跟踪你的工作进度;管理原代码;做CI/CD的地方,Pipelines;做测试,主要集成测试或负载测试;Artifacts,存储二进制打包的东西。这五个组成在一起就是端到端完整的解决方案,可以选择适合的工具,开源都可以在上面去跑。

(图)AKS+DevOps加速微服务应用迭代。整个过程是自动化的。

我的演讲就到这里!



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