细数华为云云原生产品及五大开源实践

IT资讯   发布日期:2023年05月29日   浏览次数:298

今天的内容主要包括四个方面:云原生发展阶段和趋势,会涉及一些云原生领域的历史发展进程和技术趋势。然后我会介绍 5 个华为云主要的云原生产品和 5 个华为在云原生领域的开源项目。

我们先看第一个内容,云原生发展阶段和趋势。

简单来看,企业 IT 建设所依赖的基础资源经历了从服务器到云化资源的发展历程,正在快速进入云原生阶段。

服务器阶段的特点是以硬件设备为中心,业务应用随不同厂商设备、操作系统、虚拟化软件的差异化进行定制; 设备的安装、调试,应用的部署、运维基本靠人力完成,自动化程度低,缺乏统一的设备和应用管理能力。后期随着虚 拟化软件的出现,资源的利用率、扩缩容器的灵活性方面得到一定的提升,但并未从根本上解决基础设施与软件割裂、 运维复杂的难题。

解决这些问题,在云化阶段,传统模式下分布离散的设备,被统一起来,实现了各类资源如计算、存储、网络的池化,通过统一的虚拟化软件平台,为上层业务软件提供统一的资源管理接口,实现资源管理能力的自动化,屏蔽一部分基础设施的差异, 使得应用的通用性增强,但因为虚拟化软件平台差异化较大,尤其是各厂商的一些商业化增强,无法在厂商间进行能力 共享,应用还是无法以完全标准化的模式构建,应用部署还是以资源为中心。

以资源为中心有一个明显的弊端,就是应用的管理是资源的视角,举个例子,我们在 Kubernetes 管理中心看到的是一个个的工作负载,只能划分出有状态负载、无状态负载、任务等,没有一个应用的视角,因为应用通常包含多个不同类型的工作负载。云原生阶段这一阶段,企业的关注点从以资源为中心转移到以应用为中心,包括应用敏捷交付、快速弹性、平 滑迁移、无损容灾等。因此,企业开始考虑如何将基础设施与业务平台融合,为业务应用提供标准的运行、监控、治理平台, 并将业务的通用能力下沉到平台侧,更好的帮助企业实现应用的自动化,云原生基础设施成为了企业数字化转型的首选。

据 Forerester 对国内三百多个企业的调研结果显示,企业充分认同未来市场变化和企业发展的五大关键挑战包括:需求快速变化、市场不确定性、业务连续性、创新业务价值、将本增效,其中让企业领导者最担忧的是需求的快速变化,这就要求企业未来的技术架构必须能够满足敏捷交付、快速弹性这些特性,以适应需求和市场的变化。CNCF 的亚洲企业和云原基础设施使用率调研结果显示云原生已在企业内被广泛使用,超过 54% 的企业正在使用云原生基础设施,14% 的企业计划使用。Gartner 预测,到 2025 年超过 95% 的的数字化业务将基于云原生基础设施构建,可以看出云原生在未来仍然有较大的增长空间,云原生基础设施是企业数字化转型的长期首选。

下面我们进入第二部分,给给位展开介绍 5 个华为云云原生产品,

首先让我们看一下 CCE Turbo。从名字上看,CCE Turbo 是 CCE 的加强版,它主要在计算、网络、调度和安全几个方面对 CCE 做了增强。

在计算方面,基于擎天架构,将容器存储、容器网络和容器引擎百分之百卸载到擎天卡上,服务器资源利用率可提升 20%。

在网络方面,深度整合了华为云 VPC 的弹性网卡和辅助弹性网卡的能力,直接从 VPC 网段内分配容器 IP 地址、支持 ELB 直通容器、支持容器直接绑定安全组、支持容器配置 QoS、支持容器直接绑定弹性公网 IP、支持安全容器 VF 直通等高阶能力,构建了业内领先的深度融合云上虚拟私有云 VPC 的新一代容器网络方案,实现了虚拟机 trunkport,裸金属 ENI 流量直通容器,性能提升 40%。

在调度方面,实现了多类型业务智能混合调度,应用拓扑感知、分时复用等,缓存 + 多调度器共享视图,调度速度达到 1 万 Pod/s。CCE Turbo 的调度,使用的是批处理工具 Volcano,我们在之后开源项目中会详细介绍。

在安全方面,支持裸金属节点部署安全容器,提供虚拟机级别的资源和业务隔离以及基于 VPC 安全组提供容器网络访问控制能力和 Qos 限速。

智能边缘平台 IEF。智能边缘平台的全称是 Intelligent EdgeFabric,它基于 CCE 构建,可以支持接入边缘节点。接入 Kubernetes 集群的节点需要有 VPC 以及相同子网的约束,IEF 打破了这个约束,只需要在边缘节点上安装一个代理,EdgeCore,就能让用户把已有的设备接入 IEF 管理。这些边缘节点可以分布在不同的地理位置,不同的边缘节点可组成节点组,同一个边缘节点可分属不同的节点组,这样应用就可按节点组调度。一个典型的云边端协同场景是分布在全国的电塔或者通信塔上的摄像头,视频数据有着巨大价值,可以作为森林防火、湿地监控、禁渔监控的数据输入,将全国可支持相同业务的摄像头接入的边缘节点划到相同的节点组,这样一个算法就可以实现全国发放,全国的相同业务都实现秒级更新。

除了基本能力,IEF 还提供边云协同通道,支持边缘节点提取价值数据上云。IEF 作为边云协同平台,它具备以下重要特性。海量设备接入能力,在物联网和 web3.0 的趋势下,越来越多的数据需要在边缘处理,因此需要支持大规模边缘设备接入,当前 IEF 可支持 10 万级节点接入,实际已交付过六万节点接入的项目。第二点是云边协同,为边缘应用和云上服务提供互访的方式。第三点是离线自治,这是边缘场景下的基本特性,因为边缘节点与数据中心的节点不同,没有稳定的风火水电供应,边缘节点可能部署在露天场所或者仓库、汽车里,云边网络得不到保证,因此需要保障部署到边缘设备上的容器应用不被驱逐,需要长期稳定运行,IEF 支持边缘节点断连后边缘应用可稳定运行。最后一点是极致轻量,IEF 可支持内存低至百兆的设备接入,大大扩大了接入设备的类型,让更多的场景可以实现云原生数字化升级。

云容器实例(Cloud Container Instance,CCI)服务提供 Serverless Container(无服务器容器)引擎,让您无需创建和管理服务器集群即可直接运行容器。

Serverless 是一种架构理念,是指不用创建和管理服务器、不用担心服务器的运行状态(服务器是否在工作等),开发者只需动态申请应用需要的资源,把服务器留给专门的维护人员管理和维护,进而专注于应用开发,提升应用开发效率、节约企业 IT 成本。传统上使用 Kubernetes 运行容器,首先需要创建运行容器的 Kubernetes 服务器集群,然后再创建容器负载,如果使用 CCI 来部署容器应用,用户就无需在 CCI 集群绑定虚拟机,直接部署应用即可,CCI 会根据应用申请的资源为用户提供足够的资源运行应用。除了这个基本能力,CCI 还提供了其他能力。

第一是 CCI 拥有极致的性能,基于华为云 Vessel 容器平台,批量调度引擎 Volcano,Yangtse 容器网络和 Everest 容器存储,在计算、网络、存储各方面做了深度优化,让 CCI 单实例启动耗时小于 3 秒,在 30 秒内可完成 8000 核可扩容。

第二点是使用容器 Serverless 相比于保持固定量资源运行应用,成本更低,因为容器 Serverless 按需申请资源并及时释放,支持秒级计费,相比与按小时计费的容器集群 CCE 费用更省。

第三点是极简运维,用户无需关心底层的节点资源和 Kubernetes 容器集群,CCI 会根据业务自适应容器管理规模以及管控面自动升级,开发者只需专注应用管理。第四点是支持多元算力,CCI 下面的计算资源可支持 X86、鲲鹏、AMD、

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