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從傳統(tǒng)物理機(jī)到容器的技術(shù)演進(jìn)介紹

IT那活兒 / 3360人閱讀
從傳統(tǒng)物理機(jī)到容器的技術(shù)演進(jìn)介紹

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農(nóng)歷五月初五

端午安康


 

現(xiàn)在越來越多的使用K8s云平臺(tái)技術(shù)，同時(shí)業(yè)務(wù)也逐步采用這種新的云原生，為了理解這個(gè)技術(shù)的演進(jìn)，特地對(duì)相關(guān)技術(shù)做了介紹，要深入可根據(jù)相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐。

 


傳統(tǒng)物理服務(wù)器時(shí)代


1. 傳統(tǒng)物理服務(wù)器解決的問題

解決了數(shù)據(jù)大量增長、大應(yīng)用的需求問題。

2. 傳統(tǒng)物理服務(wù)器的架構(gòu)及描述

  • 描述

    獨(dú)立服務(wù)器，硬件獨(dú)立。

  • 存儲(chǔ)層

    磁盤陣列模式，集中式存儲(chǔ)，廠家多以IBM,SUN m9000,HP xp24000等。

  • 主機(jī)層

    不同的廠家不同的操作系統(tǒng)，如AIX,hpunix,solaris,linux等。

  • 業(yè)務(wù)層

    各自不同的業(yè)務(wù)在不同的主機(jī)上布署，互不影響。

  • 高可用特點(diǎn)

    主機(jī)：不同廠家使用各自的集群軟件，如IBM hacmp,linux的rhcs,hp的mcsg等。

    數(shù)據(jù)庫: RAC集群。

    應(yīng)用：使用F5，radware做負(fù)載均衡。

3. 傳統(tǒng)物理服務(wù)器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 傳統(tǒng)物理服務(wù)器優(yōu)點(diǎn)
1）物理隔離環(huán)境：物理服務(wù)器允許單個(gè)租戶在任何給定時(shí)間利用其 100% 的資源，從而提高性能并最大限度地減少服務(wù)器停機(jī)時(shí)間。由于物理服務(wù)器是完全私有的，因此數(shù)據(jù)、應(yīng)用程序和資源仍與其他租戶隔離。
2）高性能計(jì)算能力：許多物理服務(wù)器允許租戶從最先進(jìn)的處理組件中進(jìn)行選擇，例如最新的 CPU、RAM 和 SSD。
3）完全自定義：物理服務(wù)器的配置可完全自定義，包括選擇硬件資源、操作系統(tǒng)、控制面板和軟件。
4）與安全加載項(xiàng)的兼容性：物理服務(wù)器與高級(jí)安全措施(如傳統(tǒng)硬件防火墻)兼容，比共享模型更高的安全性。
5） 可預(yù)測的成本：物理服務(wù)器租用根據(jù)您的需求和服務(wù)器配置提供可預(yù)測的每月成本。
3.2 傳統(tǒng)物理服務(wù)器缺點(diǎn)
1）資源使用率低：傳統(tǒng)的cpu,內(nèi)存在非計(jì)算平臺(tái)都在15%左右。
2）成本高：單物理服務(wù)器使用規(guī)模龐大，需要更多的物理機(jī)。
3）架構(gòu)依賴性強(qiáng)：業(yè)務(wù)整體架構(gòu)及集群需要依賴外部集群軟件、負(fù)載均衡等。
4）服務(wù)器配置技能門檻：需要具備服務(wù)器配置知識(shí)、細(xì)致的規(guī)劃和管理，以及了解所需的資源。絕大多數(shù)服務(wù)商僅提供服務(wù)器、Internet連接、現(xiàn)場安全性和最低限度的支持。

5）有限的可伸縮性：如果您發(fā)現(xiàn)需要比原始物理服務(wù)器更多的處理能力，則可能需要遷移到更高級(jí)的服務(wù)器，這將導(dǎo)致遷移期間停機(jī)。

 


中期虛擬化時(shí)代
  

1. 虛擬化解決的問題

資源利用率提高，資源隔離，快速分發(fā)操作系統(tǒng)。

2. 虛擬化架構(gòu)及描述

通過對(duì)計(jì)算機(jī)物理資源的抽象，提供一個(gè)或多個(gè)操作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的模擬、隔離或共享，提高了資源利用率。

3. 虛擬化優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 虛擬化優(yōu)點(diǎn)
1) 易于移動(dòng)和復(fù)制，高度的敏捷性和可移植性；
2) 與其他虛擬機(jī)相互隔離，易于管理；
3) 可以支持舊版的應(yīng)用程序；
4) 實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的整合；
5）資源靈活配置，自由搭配 CPU核心、內(nèi)存、存儲(chǔ)和帶寬。
3.2 虛擬化缺點(diǎn)
1）需要使用多帶帶的操作系統(tǒng)，耗大量的主機(jī)資源，包括CPU內(nèi)存等,在爆發(fā)性業(yè)務(wù)的收縮和擴(kuò)張靈活性不夠。

2） 共享資源：共享一個(gè)服務(wù)器集群資源。因此，當(dāng)某些云服務(wù)器供應(yīng)商的資源組內(nèi)存在“超售”情況或者資源爆滿的情況，容易崩盤。

 


后期容器時(shí)代

 

1. 容器時(shí)代docker

  • Docker解決的問題

    由于不同的機(jī)器有不同的操作系統(tǒng)，以及不同的庫和組件，將一個(gè)應(yīng)用程序部署到多臺(tái)機(jī)器上需要進(jìn)行大量的環(huán)境配置操作。

    Docker主要解決環(huán)境配置問題，對(duì)進(jìn)程進(jìn)行隔離，被隔離的進(jìn)程獨(dú)立于宿主操作系統(tǒng)和其它隔離的進(jìn)程。使用Docker可以不修改應(yīng)用程序代碼，不需要開發(fā)人員學(xué)習(xí)特定環(huán)境下的技術(shù)，就能夠?qū)F(xiàn)有的應(yīng)用部署到其它機(jī)器上，從而實(shí)現(xiàn)一次打包，多次部署的目的。

    這也是微服務(wù)化的最終方案，當(dāng)然現(xiàn)在的技術(shù)containerd也是主流。

2. 容器時(shí)代的二種代表架構(gòu)

2.1 Google Borg

2.1.1 Borg架構(gòu)
2.1.2 borg優(yōu)點(diǎn)

  • 多應(yīng)用跨故障域布署：同一個(gè)應(yīng)用可以在不同的機(jī)器、不同的機(jī)房隨時(shí)啟動(dòng)和應(yīng)用；

  • 保證應(yīng)用高可用原則；

  • 業(yè)務(wù)調(diào)度靈活，彈性高；

  • 應(yīng)用接入方便、物理資源利用率高。

2.1.3 borg缺點(diǎn)
維護(hù)難度高、架構(gòu)相對(duì)復(fù)雜
3. Kubernates
3.1 Kubernates架構(gòu)
3.2 kubernates優(yōu)點(diǎn)

  • 自動(dòng)裝箱，水平擴(kuò)展，自我修復(fù)；

  • 服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡；

  • 自動(dòng)發(fā)布和回滾；

  • 存儲(chǔ)編排；

  • 集中化配置和安全管理；

  • 任務(wù)批量處理。

3.3 kubernates缺點(diǎn)

  • 存儲(chǔ)方案基于外界存儲(chǔ)，持久化和有狀態(tài)服務(wù)；

  • 資源不是完全隔離，是同一主機(jī)通過進(jìn)程間namespace隔離。

 

 

END

 


本文作者：唐田壽

本文來源：IT那活兒（上海新炬王翦團(tuán)隊(duì)）

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