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從傳統(tǒng)物理機到容器的技術(shù)演進介紹

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從傳統(tǒng)物理機到容器的技術(shù)演進介紹

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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云平臺技術(shù),同時業(yè)務(wù)也逐步采用這種新的云原生,為了理解這個技術(shù)的演進,特地對相關(guān)技術(shù)做了介紹,要深入可根據(jù)相關(guān)的技術(shù)要點進行實踐。

 


傳統(tǒng)物理服務(wù)器時代


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

    獨立服務(wù)器,硬件獨立。

  • 存儲層

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

  • 主機層

    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)在不同的主機上布署,互不影響。

  • 高可用特點

    主機: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做負載均衡。

3. 傳統(tǒng)物理服務(wù)器的優(yōu)缺點

3.1 傳統(tǒng)物理服務(wù)器優(yōu)點
1)物理隔離環(huán)境:物理服務(wù)器允許單個租戶在任何給定時間利用其 100% 的資源,從而提高性能并最大限度地減少服務(wù)器停機時間。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)高性能計算能力:許多物理服務(wù)器允許租戶從最先進的處理組件中進行選擇,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)與安全加載項的兼容性:物理服務(wù)器與高級安全措施(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
1)資源使用率低:傳統(tǒng)的cpu,內(nèi)存在非計算平臺都在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。
3)架構(gòu)依賴性強:業(yè)務(wù)整體架構(gòu)及集群需要依賴外部集群軟件、負載均衡等。
4)服務(wù)器配置技能門檻:需要具備服務(wù)器配置知識、細致的規(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的服務(wù)器,這將導(dǎo)致遷移期間停機。

 


中期虛擬化時代
  

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

通過對計算機物理資源的抽象,提供一個或多個操作環(huán)境,實現(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

3.1 虛擬化優(yōu)點
1) 易于移動和復(fù)制,高度的敏捷性和可移植性;
2) 與其他虛擬機相互隔離,易于管理;
3) 可以支持舊版的應(yīng)用程序;
4) 實現(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、存儲和帶寬。
3.2 虛擬化缺點
1)需要使用多帶帶的操作系統(tǒng),耗大量的主機資源,包括CPU內(nèi)存等,在爆發(fā)性業(yè)務(wù)的收縮和擴張靈活性不夠。

2) 共享資源:共享一個服務(wù)器集群資源。因此,當某些云服務(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。

 


后期容器時代

 

1. 容器時代docker

  • Docker解決的問題

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

    Docker主要解決環(huán)境配置問題,對進程進行隔離,被隔離的進程獨立于宿主操作系統(tǒng)和其它隔離的進程。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)用部署到其它機器上,從而實現(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,當然現(xiàn)在的技術(shù)containerd也是主流。

2. 容器時代的二種代表架構(gòu)

2.1 Google Borg

2.1.1 Borg架構(gòu)
2.1.2 borg優(yōu)點
  • 多應(yīng)用跨故障域布署:同一個應(yīng)用可以在不同的機器、不同的機房隨時啟動和應(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
維護難度高、架構(gòu)相對復(fù)雜
3. Kubernates
3.1 Kubernates架構(gòu)
3.2 kubernates優(yōu)點
  • 自動裝箱,水平擴展,自我修復(fù);

  • 服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負載均衡;

  • 自動發(fā)布和回滾;

  • 存儲編排;

  • 集中化配置和安全管理;

  • 任務(wù)批量處理。

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

  • 資源不是完全隔離,是同一主機通過進程間namespace隔離。

 

 

END

 


本文作者:唐田壽

本文來源:IT那活兒(上海新炬王翦團隊)

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