摘要：自年月舉辦以來(lái)，規(guī)模持續(xù)增大。本屆大會(huì)議題數(shù)量接近，比去年規(guī)模較大的北美峰會(huì)多出了近一倍。同時(shí)還在華為伙伴公有云等云平臺(tái)上創(chuàng)建集群并接入了他們的平臺(tái)，以便于快速響應(yīng)技術(shù)峰會(huì)等大型活動(dòng)期間暴漲的計(jì)算量。

Kubernetes，云原生，service mesh，這些驚人的全球增長(zhǎng)趨勢(shì)，令人欣喜之余迫不及待想要看看云原生在未來(lái)究竟會(huì)發(fā)展出怎樣一派繁榮的景象。

容器領(lǐng)域最具影響力的技術(shù)峰會(huì)之一 KubeCon + CloudNativeCon Europe 2018 于今年 5 月 2 日 -5 月 4 日在丹麥哥本哈根召開(kāi)。來(lái)自華為、AWS、Azure、Google、IBM、Red Hat、VMWare 等 IT 巨頭的專家們分享了各自在 Kubernetes、安全、微服務(wù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、Serverless、DevOps 等領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。除了技術(shù)研討，本次大會(huì)也非常重視客戶案例，包括歐洲粒子研究中心（CERN），Spotify、維基百科、Booking.com、YouTube、NVIDIA、阿迪達(dá)斯、金融時(shí)報(bào)、eBay、挪威稅務(wù)管理中心等企業(yè)客戶分享了他們?cè)谏a(chǎn)環(huán)境中使用容器及其周邊技術(shù)的實(shí)踐案例。

KubeCon + CloudNativeCon 自 2015 年 11 月舉辦以來(lái)，規(guī)模持續(xù)增大。本屆大會(huì)議題數(shù)量接近 300，比去年規(guī)模較大的北美峰會(huì)多出了近一倍。參會(huì)人數(shù)更是達(dá)到了 4300 人，幾乎是去年柏林那次的 3 倍。值得一提的是，這一次的峰會(huì)，有很大部分與會(huì)者都是首次參加。而從活躍度來(lái)看，在成立不到 3 年的時(shí)間里，CNCF 已經(jīng)吸引了超過(guò) 2.2 萬(wàn)開(kāi)發(fā)者參與其項(xiàng)目代碼貢獻(xiàn)，來(lái)自 155 個(gè)國(guó)家超過(guò) 2.4 萬(wàn)的用戶在 Edx 上注冊(cè)學(xué)習(xí)了 Kubernetes 的教學(xué)課程，55 個(gè)廠商提供了認(rèn)證的 K8S 發(fā)行版。CNCF 的注冊(cè)會(huì)員數(shù)也呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，從去年的 81 家，發(fā)展到今年的 216 家（其中包括 52 家 end user 成員）。

這些驚人的全球增長(zhǎng)趨勢(shì)，令人欣喜之余迫不及待想要看看 云原生在未來(lái)究竟會(huì)發(fā)展出怎樣一派繁榮的景象。

Kubernetes 商用成熟，多云成為必然趨勢(shì)

Kubernetes 作為 CNCF 的核心項(xiàng)目，也是第一個(gè)順利進(jìn)入商用 Ready 的項(xiàng)目，圍繞它的生產(chǎn)實(shí)踐分享成為本次大會(huì)的一大焦點(diǎn)。

在第一天的 Keynote 上，來(lái)自歐洲核子研究中心（CERN）的生產(chǎn)實(shí)踐案例分享驚艷了全場(chǎng)。作為世界上較大的粒子物理研究中心，CERN 有著非常龐大的計(jì)算需求，對(duì)撞機(jī)每秒可產(chǎn)生 PB 級(jí)的數(shù)據(jù)，而即使經(jīng)過(guò)了硬件和軟件過(guò)濾器的兩級(jí)處理，仍然擁有每秒幾個(gè) G 的數(shù)據(jù)量。這些數(shù)據(jù)仍然很龐大，但卻已經(jīng)能夠用于分析處理了。

在一個(gè)自建的數(shù)據(jù)中心，CERN 已經(jīng)搭建了 210 多個(gè) K8S 集群，用來(lái)調(diào)度、管理?yè)碛?32 萬(wàn)核、1 萬(wàn)多 hypervisor 的基礎(chǔ)設(shè)施。這些集群部署規(guī)模大小不一，小的只有幾十個(gè)節(jié)點(diǎn)，而較大的已經(jīng)到了上千節(jié)點(diǎn)。該數(shù)據(jù)中心保存了 250PB 的數(shù)據(jù)科研數(shù)據(jù)，并且保持每年 60-70PB 的速度增長(zhǎng)；服務(wù)著 3 千多個(gè)用戶，進(jìn)行 4 千多個(gè)項(xiàng)目的分析和研究。

為了便于統(tǒng)一管理這些集群中的工作負(fù)載，CERN 使用了 Kubernetes federation（集群聯(lián)邦）作為統(tǒng)一的平臺(tái)入口。同時(shí) CERN 還在華為伙伴公有云 Open Telekom Cloud、Google Cloud、Azure、AWS 等云平臺(tái)上創(chuàng)建 K8S 集群并接入了他們的平臺(tái)，以便于快速響應(yīng)技術(shù)峰會(huì)等大型活動(dòng)期間暴漲的計(jì)算量。

在兩個(gè)或更多的云平臺(tái)上創(chuàng)建 K8S 集群并部署工作負(fù)載，已經(jīng)成為許多 K8S 采用者的常規(guī)做法。較之以往，用戶可以相對(duì)容易地在多個(gè)云平臺(tái)上同時(shí)部署業(yè)務(wù)，而享受到不同云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)服務(wù)。

不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下基于 Kubernetes 的容器服務(wù)，已經(jīng)幾乎成為各家云平臺(tái)的標(biāo)配服務(wù)。得益于 K8S 軟件一致性認(rèn)證項(xiàng)目的推動(dòng)，越來(lái)越多的廠商已將提供認(rèn)證的 K8S 發(fā)行版作為基本要求。多云的支持，已成為必然趨勢(shì)。而隨著 Cloud Native 的發(fā)展，相信在不久的將來(lái)，以 K8S 為核心的云原生平臺(tái)將真正實(shí)現(xiàn)“Cloud Agnostic”。用戶可以輕松地完成跨云、跨集群的 Workload 自由遷移。

如何消除 Cloud Native 背景下的安全焦慮

過(guò)去的兩年是 CNCF 的創(chuàng)業(yè)期，社區(qū)以 Kubernetes 和容器技術(shù)為平臺(tái)核心，圍繞可觀測(cè)性，可運(yùn)維性，服務(wù)發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域進(jìn)行能力補(bǔ)齊，構(gòu)建了靈活易擴(kuò)展的基礎(chǔ)平臺(tái)。

隨著容器、微服務(wù)等技術(shù)被越來(lái)越多地采用實(shí)施和運(yùn)行于生產(chǎn)環(huán)境，越來(lái)越多的人關(guān)注到新興技術(shù)背景下的安全問(wèn)題。如何消除這些顧慮，也正是 CNCF 在接下來(lái)發(fā)力的重點(diǎn)。

Runtime 方面，Google 帶來(lái)了他們自己的安全容器方案 —— gVisor。gVisor 提供新型沙箱容器運(yùn)行時(shí)環(huán)境，能夠在保證輕量化優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，提供與虛擬機(jī)類似的隔離效果。這與去年在 Austin 的 KubeCon 上宣布成立的 KataContainer 項(xiàng)目定位十分類似。KataContainer 源自于 Intel 的 Clear Container 和 hyper 的 runV，是一種基于輕量級(jí)虛擬化的容器技術(shù)。它通過(guò)在容器外加裝一層經(jīng)過(guò)大量裁剪和優(yōu)化的虛擬化，實(shí)現(xiàn)容器間的內(nèi)核隔離。

與 KataContainer 略微不同，gVisor 通過(guò)在用戶空間內(nèi)攔截應(yīng)用程序系統(tǒng)調(diào)用并充當(dāng)訪客內(nèi)核（guest kernel），來(lái)提供強(qiáng)大的隔離邊界。另一處不同是 gVisor 不需要固定資源，它能夠隨時(shí)適應(yīng)不斷變化的資源條件，這一點(diǎn)更像是普通 Linux 進(jìn)程。gVisor 很像是一種超虛擬化操作系統(tǒng)，其與完整虛擬機(jī)相比擁有更靈活的資源利用方式與更低的固定成本，但這種靈活性的代價(jià)是其系統(tǒng)調(diào)用成本更高且應(yīng)用程序兼容性略差。

gVisor 項(xiàng)目為容器安全性提供了新思路，豐富了安全容器技術(shù)的生態(tài)，雖然距離商用還有一段路要走，但就將安全容器推向主流市場(chǎng)而言，它未來(lái)帶來(lái)的幫助無(wú)疑會(huì)是巨大的。

Kubeflow 發(fā)布 0.1 版本，大幅降低機(jī)器學(xué)習(xí)框架部署門(mén)檻

近年來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)。如何發(fā)揮 Kubernetes 的優(yōu)勢(shì)，將其作為部署平臺(tái)來(lái)提供便捷、可擴(kuò)展的機(jī)器學(xué)習(xí)框架，是其中一個(gè)重點(diǎn)話題之一。Kubeflow 項(xiàng)目的發(fā)起，正是試圖找到一種最簡(jiǎn)便的開(kāi)源解決方案。

自去年北美的 KubeCon + CloudNativeCon 宣布項(xiàng)目成立之后，Kubeflow 已經(jīng)吸引了來(lái)自包括 Google、微軟、Redhat、華為、阿里云等在內(nèi)的 20 多個(gè)組織的 70 多個(gè)貢獻(xiàn)者貢獻(xiàn)了 700 多條代碼提交，并獲得了 3.1k 的 star，增長(zhǎng)速度之快躍居 Github 前 2%。本次發(fā)布的 0.1 版本提供了一套最精簡(jiǎn)的軟件包，方便用戶開(kāi)發(fā)、訓(xùn)練和部署機(jī)器學(xué)習(xí)框架。

在之后的幾個(gè)月里，Kubeflow 項(xiàng)目將致力于 0.2 的發(fā)布，屆時(shí)將提供：

通過(guò)引導(dǎo)容器簡(jiǎn)化設(shè)置；

優(yōu)化 GPU 集成；

支持更多的機(jī)器學(xué)習(xí)框架，如 Spark ML，XGBoost，sklearn；

支持 TF 服務(wù)的自動(dòng)伸縮；

編程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如 tf.transform。

而今年年底 Kubeflow 發(fā)布 1.0 版本之后，kubeflow 項(xiàng)目將尋求一個(gè)正式的治理社區(qū)，托管在 CNCF 或其他社區(qū)下。

Service Mesh 持續(xù)走俏，Istio 引領(lǐng)大潮

企業(yè)上云，容器和微服務(wù)是兩大利器。容器屏蔽了應(yīng)用對(duì)環(huán)境的感知，簡(jiǎn)化了軟件包分發(fā)的一致性問(wèn)題，避免重復(fù)勞動(dòng)。而轉(zhuǎn)向微服務(wù)的架構(gòu)，屏蔽了應(yīng)用對(duì)服務(wù)的感知，可以使業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)更專注于自身專業(yè)領(lǐng)域。關(guān)于如何做負(fù)載均衡、熔斷和遙測(cè)等等問(wèn)題，都可以通過(guò) Service Mesh 卸掉。高度的聚焦可以大幅度提高生產(chǎn)力。

Istio 作為最有希望成為 Service Mesh 事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，自去年 5 月份發(fā)布以來(lái)，憑借與 K8S 的深度集成、零侵入性、易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，加以 Google、IBM 等大廠商支持，迅速走紅。在不到一年的時(shí)間里獲得了 8000+ 的 star，吸引到近 200 個(gè)貢獻(xiàn)者參與代碼開(kāi)發(fā)，成為去年以來(lái) K8S 生態(tài)中最火熱的項(xiàng)目。

而在技術(shù)上，早期版本的性能問(wèn)題也得到了一定程度的改善，p99 和 p99.9 時(shí)延有 10 倍左右的提升，2 vCPU 下的較大吞吐量也達(dá)到了 1700 QPS。大部分場(chǎng)景只有 10% 左右消耗，已經(jīng)能夠?yàn)槿藗兘邮堋?/p>

本次大會(huì)中 Istio 的一大話題是多云和多集群。K8S 在多云之間提供了一致的平臺(tái)環(huán)境，但是如何實(shí)現(xiàn)跨云、跨集群的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和流量控制卻一直懸而未決。在 K8S Federation 項(xiàng)目中，有一個(gè)簡(jiǎn)單版的實(shí)現(xiàn)——本集群優(yōu)先路由。而 Istio 在發(fā)布的 0.8 版本中提供了多集群支持的特性，補(bǔ)齊 K8S 在多集群場(chǎng)景下的服務(wù)管理能力。

當(dāng)然，Istio 作為一個(gè)剛滿一年的年輕項(xiàng)目，離生產(chǎn)可用還有一定的距離，但這并不削減人們對(duì)其使用的興趣。有調(diào)查顯示，已有相當(dāng)一部分 K8S 的用戶開(kāi)始在生產(chǎn)中部署使用 Istio。相信經(jīng)過(guò) 2018 年市場(chǎng)的打磨和沉淀，Istio 的成熟度會(huì)有一個(gè)質(zhì)的飛越。

Serverless 領(lǐng)域發(fā)布事件標(biāo)準(zhǔn) CloudEvents 0.1

隨著云技術(shù)的發(fā)展和越來(lái)越廣泛的采用，應(yīng)用程序變得越來(lái)越分散，集成的數(shù)量也在不斷增長(zhǎng)。人們?cè)絹?lái)越多地發(fā)布事件，在各種環(huán)境之間傳遞事件，利用事件驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式構(gòu)建應(yīng)用。而另一方面，Serverless 概念興起，各大云平臺(tái)開(kāi)始提供函數(shù)服務(wù)（事件驅(qū)動(dòng)計(jì)算服務(wù)），支持的事件類型也在不斷增加。然而，各個(gè)平臺(tái)對(duì)于事件的描述卻各不相同。開(kāi)發(fā)人員不得不學(xué)習(xí)、適配各個(gè)平臺(tái)特定的術(shù)語(yǔ)和語(yǔ)義。由于邏輯和基礎(chǔ)設(shè)施缺少一致的信息，開(kāi)發(fā)者難以實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的智能決策處理，事件的傳遞也因此頗受阻礙。

為了解決 Serverless 的互操作性問(wèn)題，CNCF Serverless 工作組自去年年底完成白皮書(shū)之后，便致力于 Serverless 事件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 —— CloudEvents 的制定。開(kāi)源玩家包括華為，谷歌，微軟，IBM，紅帽等，都積極投入其中，為該項(xiàng)目做出了巨大的貢獻(xiàn)。

本次大會(huì)上發(fā)布的 CloudEvents 0.1 的范圍很簡(jiǎn)單：提供一組一致的元數(shù)據(jù)，可以將其包含在事件數(shù)據(jù)中，使事件更容易適用于發(fā)布者、中間件、訂閱者和應(yīng)用程序。簡(jiǎn)而言之，就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的事件信封。

CloudEvents 的通用元數(shù)據(jù)使得事件更易于路由，扇出，追蹤，重放，并且基本保持“在線”。它們更便攜，更流暢，更易于跨環(huán)境傳輸。項(xiàng)目同時(shí)還在制定適用于每種協(xié)議的 CloudEvents 元數(shù)據(jù)映射到現(xiàn)有協(xié)議的規(guī)范。目前，網(wǎng)絡(luò)帶寬，成本和延遲仍然是主要挑戰(zhàn)。但 CloudEvents 簡(jiǎn)單的元數(shù)據(jù)定義已經(jīng)可以在諸多場(chǎng)景中為數(shù)據(jù)帶來(lái)不錯(cuò)的可移植性。

聚焦 K8S 加速創(chuàng)新，Cloud Native 編程框架應(yīng)運(yùn)而生

眾所周知，Kubernetes 早在設(shè)計(jì)之初就做到了架構(gòu)上的松耦合，在而后的演進(jìn)中又進(jìn)行了多處插件化框架和可擴(kuò)展性的改進(jìn)和增強(qiáng)。Operator 概念的引入，更是標(biāo)準(zhǔn)化了一大部分對(duì) K8S 有定制擴(kuò)展需求的場(chǎng)景。

然而，Operator 本身的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、運(yùn)維等，仍然有一定的門(mén)檻。開(kāi)發(fā)者往往是尋找一個(gè)現(xiàn)有的 Operator 實(shí)現(xiàn)，刨除原有的業(yè)務(wù)代碼，填入自己應(yīng)用相關(guān)的管理邏輯。完成這個(gè)過(guò)程往往需要對(duì) K8S 的 API 有比較深入的了解，并且具備相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)和技術(shù)知識(shí)。而想要完整地實(shí)現(xiàn) Operator 的測(cè)試和運(yùn)維，所需的額外工作就更多了。

Operator 開(kāi)發(fā)框架旨在歸納已有實(shí)現(xiàn)中優(yōu)秀的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成一套標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)幫助降低 K8S 上應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)、測(cè)試和運(yùn)維的門(mén)檻。開(kāi)發(fā)框架包含 3 部分 —— SDK、生命周期管理以及監(jiān)控度量。

Operator SDK 提供了開(kāi)發(fā)者構(gòu)建、測(cè)試和封裝 Operators 的工具。生命管理組件提供監(jiān)督跨 Kubernetes 集群運(yùn)行的所有 Operator（及其關(guān)聯(lián)服務(wù)）的生命周期的安裝，更新和管理。而未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)將會(huì)實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控度量組件，則會(huì)提供 CPU、內(nèi)存等基礎(chǔ)指標(biāo)以及自定義指標(biāo)的監(jiān)控采集。

Operator 開(kāi)發(fā)運(yùn)維門(mén)檻的降低，對(duì)那些苦于業(yè)務(wù)改造上云后運(yùn)維難、對(duì) K8S 有定制需求的企業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，是一大福音。

本次 KubeCon 還帶來(lái)了一個(gè)十分新穎的項(xiàng)目——Ballerina。這是一門(mén)用于集成的 Cloud Native 編程語(yǔ)言。

Ballerina 的開(kāi)發(fā)者認(rèn)為，未來(lái)人們編寫(xiě)的應(yīng)用程序會(huì)越來(lái)越依賴于 API， 而集成則是打通各端點(diǎn)間彈性通信的重要規(guī)范。因此，他們將分布式系統(tǒng)集成的基本概念融合到語(yǔ)言中，設(shè)計(jì)了這門(mén)編譯型、事務(wù)性、靜態(tài)強(qiáng)類型編程語(yǔ)言，并提供了類型安全的并發(fā)環(huán)境。

Ballerina 支持文本和圖形語(yǔ)法，除常規(guī)的文本編寫(xiě)代碼外，開(kāi)發(fā)者還可以通過(guò)在設(shè)計(jì)器中編輯圖表來(lái)組織代碼。這更進(jìn)一步降低了云原生應(yīng)用的開(kāi)發(fā)門(mén)檻，開(kāi)發(fā)者可以輕松地實(shí)現(xiàn)具有分布式事務(wù)、可靠消息傳遞、流處理和工作流的微服務(wù)。

大幕拉開(kāi)，真正的好戲才剛剛開(kāi)始

過(guò)去，面向分布式應(yīng)用開(kāi)發(fā)，我們看到的是 Erlang、容錯(cuò)編程和開(kāi)發(fā)框架等，更多的是綁定于不同的編程社區(qū)和軟件棧。

現(xiàn)在，我們可以欣喜地看到，Kubernetes 憑借著它許多驚艷的特性和龐大的生態(tài)力量，已經(jīng)進(jìn)入與諸多分布式系統(tǒng)走向商業(yè)化相似的發(fā)展歷程——日漸變得適合日常的開(kāi)發(fā)者，適合日常的企業(yè)，最終成為被業(yè)界普遍采用的橫向技術(shù)。

而在以 K8S 為核心的基座之上，良好的開(kāi)發(fā)監(jiān)控和運(yùn)維體驗(yàn)使得創(chuàng)新越來(lái)越快。眼下，諸如在微服務(wù)治理、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域生態(tài)中，我們已經(jīng)可以見(jiàn)到 K8S 被用作標(biāo)配的底座和強(qiáng)力的助推器。

在接下來(lái)的幾年里，市面上各類應(yīng)用定義工具與服務(wù)將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，大大簡(jiǎn)化云上部署運(yùn)維應(yīng)用的門(mén)檻。毫無(wú)疑問(wèn)，將來(lái)如果一個(gè)軟件不能以某種形式直接或者插件化運(yùn)行在 K8S 上，將沒(méi)有人為它們買(mǎi)單。

未來(lái)，K8S 的使用門(mén)檻將從白盒轉(zhuǎn)向黑盒，開(kāi)發(fā)者甚至不用掌握太多 K8S 的知識(shí)，只需基于一套標(biāo)準(zhǔn)化原語(yǔ)，便可實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)風(fēng)格的編程。人們不必在糾結(jié)代碼如何編譯，鏡像如何構(gòu)建，測(cè)試與生產(chǎn)環(huán)境的配置有何不同，甚至連“kubernetes just run my code” 這樣的命令都不用執(zhí)行，尋常的一個(gè)代碼提交動(dòng)作便可以觸發(fā)從編譯構(gòu)建測(cè)試到生產(chǎn)運(yùn)維全流程的交付流水線。而出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的回滾也會(huì)是如此的簡(jiǎn)單，因?yàn)榇a提交的操作都是原子的。

回顧當(dāng)下，或許很多人會(huì)覺(jué)得 K8S 已經(jīng)逐漸穩(wěn)定，也逐漸變得無(wú)聊，但縱觀整個(gè) Cloud Native 生態(tài)，許多新鮮有趣的項(xiàng)目正在雨后春筍般地涌現(xiàn) —— 畢竟，我們只是搭好了云原生的大舞臺(tái)，真正的好戲，才剛剛開(kāi)始。

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