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云原生場(chǎng)景下,容器化和微服務(wù)還有必要組“CP”嗎?

2024-07-16 09:06:30 Jinyu
云原生1.0定義容器、微服務(wù)、不可變基礎設施和聲明式API,其中容器化雖然是微服務(wù)運行的最佳載體,但是以何種方式組CP,這可能出乎我們的想想:
  • 注冊中心式CP,東西向流量;
  • 云原生網(wǎng)關(guān)式CP,南北向流量;
  • ServiceMesh式CP,東西向、南北向流量;
  • CMDB式CP,運維、架構依賴(lài)式流量;

以上幾種方式其實(shí)在容器化建設場(chǎng)景中真實(shí)存在的,因為架構是隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展不斷演進(jìn)的。例如注冊中心->云原生網(wǎng)關(guān)->ServiceMesh,容器因生命周期發(fā)生IP不斷變化,可通過(guò)注冊中心、Endpoint Controller 來(lái)檢測并更新,但是眾多架構中總會(huì )特殊的一種:既沒(méi)有注冊中心又沒(méi)有支持云原生場(chǎng)景的網(wǎng)關(guān)或其他兼容性組件,但好在微服務(wù)+CMDB+網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現服務(wù)的可觸達。

這種方式是如何微服務(wù)的訪(fǎng)問(wèn)呢?

  • 網(wǎng)關(guān)+CMDB完成應用訪(fǎng)問(wèn)路由和應用系統的關(guān)聯(lián);
  • 微服務(wù)+CMDB完成應用系統和服務(wù)器資源的關(guān)聯(lián);

其中 CMDB 在整條訪(fǎng)問(wèn)鏈路中起著(zhù)承上啟下的作用,在傳統架構中這是CMDB發(fā)揮重大作用的數據支撐場(chǎng)景之一,可謂是運維辛苦付出得到的福報之一??!

福兮禍所依

正當我們歡天喜地送走傳統微服務(wù)架構,鑼鼓喧天鞭炮齊鳴的迎來(lái)云原生架構,以為終于可以享受容器編排帶給我們的便利時(shí),豈料曾使我們洋洋得意的CMDB成為了我們的心結,運維是否要親手革了CMDB的命?
為什么會(huì )出現這種情況呢?最大的問(wèn)題就在于容器生命周期過(guò)程中的IP變化以及underlay/overlay網(wǎng)絡(luò )選型:

  • overlay網(wǎng)絡(luò ),那東西向流量就必須使用注冊中心或ServiceMesh解決方案,與CMDB再集成意義不大;

  • underlay網(wǎng)絡(luò ),那容器IP可以直接關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)網(wǎng)段,通過(guò)CMDB按業(yè)務(wù)、應用系統與容器IP進(jìn)行關(guān)聯(lián);

誠然,我們在努力培養CMDB在云原生場(chǎng)景中生存的土壤,但是傳統架構下依賴(lài) CMDB Agent 的自動(dòng)采集上報信息的能力將再一次被詬病,因為容器的生命周期變化如此之頻繁,這讓 Agent 的能力大打折扣!但在應用容器化過(guò)程中,我們不太可能一下子就推翻當前使用多年且非完全兼容云原生的架構,只能是循序漸進(jìn)平穩過(guò)渡,因此我們需要更開(kāi)放性及發(fā)展性的眼光來(lái)重新尋找一個(gè)可行性方案。

當然,天無(wú)絕人之路!

禍兮福所伏

既然 underly 網(wǎng)絡(luò )可以使用業(yè)務(wù)網(wǎng)段,因此我們的希望之火將被重新點(diǎn)燃。在經(jīng)歷一番探討與交流后,關(guān)于容器化和CMDB的CP組合方案,我們有了新方案!

Init容器+PostStart

  • Init容器, 在 Pod 內的應用容器啟動(dòng)之前運行, 它們總是運行到完成。如果 Pod 的 Init 容器失敗,kubelet 會(huì )不斷地重啟該 Init 容器直到該容器成功為止。
  • PostStart鉤子,回調在容器被創(chuàng )建之后立即被執行。但是,不能保證回調會(huì )在容器入口點(diǎn)(ENTRYPOINT)之前執行。沒(méi)有參數傳遞給處理程序。
  • PreStop鉤子,在容器因 API 請求或者管理事件(諸如存活態(tài)探針、啟動(dòng)探針失敗、資源搶占、資源競爭等) 而被終止之前,此回調會(huì )被調用。

那么 K8S 中的這幾種原生特性,是如何讓容器化和 CMDB 結合呢?

與 CMDB Agent 采集主機數據上報不同的是,Pod在啟動(dòng)過(guò)程中:

  • 由于Init容器最先啟動(dòng),此時(shí)可將容器字段,如IP、容器名等信息注冊至CMDB;

  • 如果不使用init容器,也可以通過(guò) PostStart 鉤子將容器信息注冊至CMDB;
  • 上報后容器信息并不保證可正常使用,因為需要經(jīng)過(guò) Readiness、Liveness等檢測;
  • 如果容器啟動(dòng)不成功,通過(guò)PreStop鉤子可將容器信息從 CMDB 反注冊;

此種方案的優(yōu)點(diǎn)是方案可行,但是在實(shí)際聯(lián)調過(guò)程中有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):

  • 使用 Init 注冊要優(yōu)于 PostStart,因為為保證注冊信息上報的準確性,PostStart的等待時(shí)間一定要比 Readiness 時(shí)間長(cháng),否則未等到 Readiness 檢測通過(guò)就上報會(huì )產(chǎn)生部分垃圾數據;

  • 上報后容器信息并不保證可正常使用,因為需要經(jīng)過(guò) Readiness、Liveness 等檢測;

  • 如果容器啟動(dòng)不成功,通過(guò) PreStop 鉤子可將容器信息從 CMDB 反注冊;

此種方案的優(yōu)點(diǎn)是方案可行,但是在實(shí)際聯(lián)調過(guò)程中有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):

  • 使用 Init 注冊要優(yōu)于 PostStart,因為為保證注冊信息上報的準確性,PostStart 的等待時(shí)間一定要比 Readiness 時(shí)間長(cháng),否則未等到 Readiness 檢測通過(guò)就上報會(huì )產(chǎn)生部分垃圾數據;
  • 無(wú)論是PostStart、PreStop只支持簡(jiǎn)單的命令行,還需要由默認的分隔符“,”限制,這意味著(zhù)太過(guò)復雜的參數如json格式就會(huì )被意味隔斷,從而導致請求錯誤;

總結,受限于PostStart、PreStop的特性及便捷性,他們在給你帶來(lái)可能性的同時(shí)也可能會(huì )束縛你前進(jìn)的腳步!

K8S事件監控+MQ

圖片

Event 是集群中某個(gè)事件的報告,它一般表示系統的某些狀態(tài)變化。Event 的保留時(shí)間有限,觸發(fā)器和消息可能會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而演變。

K8S集群支持事件查看,因此這種方案的幾個(gè)關(guān)鍵信息點(diǎn)為:

  • 事件監聽(tīng)服務(wù),每隔一定頻率從 kube-apiserver 同步事件,并且K8S提供了類(lèi)庫專(zhuān)門(mén)來(lái)監聽(tīng)集群內的事件變化,然后再觸發(fā)自己寫(xiě)的業(yè)務(wù)邏輯;

  • 事件監聽(tīng)服務(wù)需要對事件相關(guān)服務(wù)進(jìn)行健康檢查,只有正常啟動(dòng)的服務(wù)才會(huì )將消息發(fā)送至mq,因此這需要微服務(wù)要有一定的接入標準及規范;
  • 事件監聽(tīng)服務(wù)作為 MQ 生產(chǎn)者,根據集群事件可根據ns、IP、port等所需內容進(jìn)行定制化收集,并將這些內容發(fā)送至mq上指定的topic;
  • 至于消費方案可以有多種,一種方案是可以訂制單獨的消費者服務(wù),消費mq上topic 信息與下游的 CMDB 及其他組件進(jìn)行注冊/反注冊;另一種方案是CMDB及其他組件直接消費 topic 上的信息,完成注冊/反注冊;

這種方案的優(yōu)勢在于靈活可控,但集成難度也相應增加:

  • 有一定的開(kāi)發(fā)成本,例如事件監控服務(wù)(go開(kāi)發(fā))、單獨的消費者服務(wù)(python、go、java均可)、CMDB及其他組件(根據其開(kāi)發(fā)語(yǔ)言所定);
  • 隨著(zhù)中間組件的引入,不穩定性增加,例如網(wǎng)絡(luò )抖動(dòng)、單點(diǎn)mq或mq高可用切換可能會(huì )導致生產(chǎn)/消費有問(wèn)題,如果這期間恰好發(fā)生容器事件,可能會(huì )導致生產(chǎn)事故;

  • 消息冪等性,為了保證事件消息不遺漏,事件監控服務(wù)多副本情況下會(huì )發(fā)送重復消息,因此會(huì )導致重復消費,因此我們需要在下游考慮消息的冪等性;

總結

容器化進(jìn)程中,CMDB式的CP可以在不改變當前架構的情況下兼容容器場(chǎng)景,這個(gè)錯位CP雖然給我們的架構帶來(lái)了時(shí)間和空間上的過(guò)渡,但是架構不易,要想改變現狀還需要架構及解決方案等大佬們去統籌全局,而非一朝一夕能夠完成!


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