草庐IT

云原生不可变基础设施 - CoreOS

巨子嘉 2023-03-28 原文

容器是对应用一次彻底的封装,抽象成简单标准的操作;应用的生产者使用build指令将应用打包成一个标准镜像;然后使用push命令将镜像推送到镜像仓,即可完成应用标准发布;应用的使用者使用pull下载标准镜像,然后使用run命令运行指定的环境,即可完成应用的快速部署。容器完美的解决了应用的标准化问题,但是多容器依然需要共享底层基础操作系统,并没有解决基础操作系统自身的众多问题。

1、什么是不可变基础设施?

随着现代化架构的应用系统建设,尤其是微服务架构大规模推广,系统的规模跟复杂程度都在指数增长。从单台的物理机,到虚拟化成几台服务器,再到现在几十乃至上百个容器实例的规模,对于系统运维,传统的手工方式已经无法胜任,必须通过全面推广自动化来提升运维效率。

但是自动化面临最大的阻碍就是管理对象的一致性问题,尤其是底层操作系统。Linux操作系统发行版本多,常用的rpm包在300~600左右灵活组合使用,面向大规模节点的批量部署、升级、安全漏洞管理都面临巨大的挑战。近几年的Kubernetes集群大规模生产故障基本上都是由底层操作系统引发的。因此,基于容器的理念进一步标准化底层操作系统,实现基础架构不可变,提升一致性,以此来应对当前容器大规模运维的挑战。

什么是不可变基础设施?CNCF不仅对云原生做了定义,同时有明确云原生的代表技术包括容器、服务网格(Service Mesh)、微服务、不可变基础设施和声明式API。其中不可变基础设施是云原生的代表技术,同时也是一种思想理念。

2、不可变基础设施的核心思想

不可变基础设施的核心思想是任何基础设施的实例一旦创建之后变成为只读状态,如需修改和升级,则使用新的实例进行替换。可变的基础设施人工干预较多,需要人工去操作系统里进行各种更改;不可变的基础设施更偏向自动化,预先将基础设施及其依赖都定义好,只需要去触发新的变更就可以完成整体变更。

对于容器技术,当构建一个镜像,然后在镜像的基础上去部署业务。如果出现问题,不会去已有容器的里去做变更,而是从容器构建阶段去解决问题,重新打包构建新的镜像。所以从容器的角度,镜像就是一个不可变的基础设施。

不可变的基础设施逐渐下沉到操作系统层面,形成许多容器化操作系统,比如RancherOS、K3os、CoreOS等。容器操作系统多种多样,但都有一个共同点就是底层基础设施不可变。不管上层业务如何变化,底层操作系统都是作为一个整体去发布,而不是大量rpm包随意组合去发布,最简单的例子就是Android手机操作系统,一个ROM是一个完整的版本,所谓不可变,并不是说它不变,而是说操作系统在打包的时候,把所有内核及rpm包都规范化,作为一个整体进行升级,回滚和运维。

3、Container OS 容器操作系统

基于容器理念重新构建操作系统。首先,基础架构不可变,提升一致性,将操作系统中各种非核心的功能全部剥离出来,比如说日志,监控,还有很多其他一些工具,按需以容器的形式调度运行,即run everything in container;其次,使用容器来运行各种组件和workload,将底层核心功能的最大程度的标准化,通过配置文件提供一定的自定义能力。满足这两个最基本的特性,基本上就实现了基础设施不可变。如图下图所示几个比较知名的容器操作系统:

4、Core OS及优势

几乎所有的公有云厂商也快速跟进,可谓百花齐放百家争鸣。2015年,红帽提出Atomic原子操作系统,希望解决容器运行环境问题,简化底层操作系统的管理工作量。2018年,通过收购合并CoreOS,统一了开源社区标准,CoreOS与Atomic合并形成RHCOS。Atomic的优势是对各个硬件厂商驱动的良好兼容性,CoreOS的优势是与Kubernetes集成,比如ignition点火安装方式,基于etcd做多集群管理;Atomic和CoreOS的融合,基本上建立了一个在容器操作系统领域事实的标准,构建一个具备一致性、自维护、镜像不可变、一键升级、一键倒回的特性容器操作系统,简化底层基础架构复杂性。

5、总结

在开源领域,红帽能胜出最大的原因是Linux内核,硬件支持,开源项目的整合能力,开源生态和盈利的平衡。

对CoreOS容器操作系统,有企业发行版RH CoreOS,还有社区发行版Fedora CoreOS,社区发行版内核更新比较快,基本上跟Fedora linux内核保持一致。

RH CoreOS发行版的内核与RH Linux内核保持一致,基本上等社区版运行用户反馈稳定,完成QA测试,才会进行发布。所以企业版比社区发行部相对更慢,功能更少,但是会更加稳定且有厂家技术支持。涉及到CoreOS功能及验证基本上都是基于RH CoreOS的最新版。

同时,CoreOS继承RHEL8内核新特性,诸如reflink功能(节省磁盘空间, cow机制)、eBPF、XDP(网络加速)、CGROUPV2(实现更好的资源限制与隔离)、nft(更强大的防火墙工具)等新特性都可以直接使用。

本文转载自微信公众号「巨子嘉」,可以通过以下二维码关注。转载本文请联系巨子嘉公众号。

有关云原生不可变基础设施 - CoreOS的更多相关文章

  1. postman接口测试工具-基础使用教程 - 2

    1.postman介绍Postman一款非常流行的API调试工具。其实,开发人员用的更多。因为测试人员做接口测试会有更多选择,例如Jmeter、soapUI等。不过,对于开发过程中去调试接口,Postman确实足够的简单方便,而且功能强大。2.下载安装官网地址:https://www.postman.com/下载完成后双击安装吧,安装过程极其简单,无需任何操作3.使用教程这里以百度为例,工具使用简单,填写URL地址即可发送请求,在下方查看响应结果和响应状态码常用方法都有支持请求方法:getpostputdeleteGet、Post、Put与Delete的作用get:请求方法一般是用于数据查询,

  2. 软件测试基础 - 2

    Ⅰ软件测试基础一、软件测试基础理论1、软件测试的必要性所有的产品或者服务上线都需要测试2、测试的发展过程3、什么是软件测试找bug,发现缺陷4、测试的定义使用人工或自动的手段来运行或者测试某个系统的过程。目的在于检测它是否满足规定的需求。弄清预期结果和实际结果的差别。5、测试的目的以最小的人力、物力和时间找出软件中潜在的错误和缺陷6、测试的原则28原则:20%的主要功能要重点测(eg:支付宝的支付功能,其他功能都是次要的)80%的错误存在于20%的代码中7、测试标准8、测试的基本要求功能测试性能测试安全性测试兼容性测试易用性测试外观界面测试可靠性测试二、质量模型衡量一个优秀软件的维度①功能性功

  3. ES基础入门 - 2

    ES一、简介1、ElasticStackES技术栈:ElasticSearch:存数据+搜索;QL;Kibana:Web可视化平台,分析。LogStash:日志收集,Log4j:产生日志;log.info(xxx)。。。。使用场景:metrics:指标监控…2、基本概念Index(索引)动词:保存(插入)名词:类似MySQL数据库,给数据Type(类型)已废弃,以前类似MySQL的表现在用索引对数据分类Document(文档)真正要保存的一个JSON数据{name:"tcx"}二、入门实战{"name":"DESKTOP-1TSVGKG","cluster_name":"elasticsear

  4. ruby - 如何测试 Ruby 对象是否不可变? - 2

    有没有一种简单的方法来测试一个对象是不可变的(数字,零)还是不可变的(数组,哈希,对象)?换句话说,是否可以通过其他代码的副作用更改它?动机:我想创建一个版本化的值存储,但有些数据是数组。一些数组将存储自定义对象,我可以通过存储“in”属性并搜索它来反转关系。但我也希望能够存储符号数组、其他数组等。 最佳答案 我发现了一个低效的方法:classObjectdefprimitive?beginself.dupfalserescueTypeErrortrueendendend 关于ruby-

  5. 【网络】-- 网络基础 - 2

    (本文是网络的宏观的概念铺垫)目录计算机网络背景网络发展认识"协议"网络协议初识协议分层OSI七层模型TCP/IP五层(或四层)模型报头以太网碰撞路由器IP地址和MAC地址IP地址与MAC地址总结IP地址MAC地址计算机网络背景网络发展        是最开始先有的计算机,计算机后来因为多项技术的水平升高,逐渐的计算机变的小型化、高效化。后来因为计算机其本身的计算能力比较的快速:独立模式:计算机之间相互独立。    如:有三个人,每个人做的不同的事物,但是是需要协作的完成。    而这三个人所做的事是需要进行协作的,然而刚开始因为每一台计算机之间都是互相独立的。所以前面的人处理完了就需要将数据

  6. 【云原生】SpringCloud-Spring Boot Starter使用测试 - 2

    目录SpringBootStarter是什么?以前传统的做法使用SpringBootStarter之后starter的理念:starter的实现: 创建SpringBootStarter步骤在idea新建一个starter项目、直接执行下一步即可生成项目。 在xml中加入如下配置文件:创建proterties类来保存配置信息创建业务类:创建AutoConfiguration测试如下:SpringBootStarter是什么? SpringBootStarter是在SpringBoot组件中被提出来的一种概念、简化了很多烦琐的配置、通过引入各种SpringBootStarter包可以快速搭建出一

  7. ruby - 如何在 YARD 中记录一个参数数量可变的函数? - 2

    我有一个函数,它接受可变数量的参数,如下所示:defmyfun(*args)#...end所有参数都是同一类型(Symbol),所以现在我记录函数就像只有一个参数一样,说它可以接受多个参数,例如:#thisfunctiondoesn’tdoanything#@param[Symbol]:thisargumentdoessomething,youcanaddmoresymbols#ifyouwantdefmyfun(*args)#...end是否有内置方法来处理这种情况? 最佳答案 以下是有道理的,因为args是方法内部的一个Arra

  8. 【Elasticsearch基础】Elasticsearch索引、文档以及映射操作详解 - 2

    文章目录概念索引相关操作创建索引更新副本查看索引删除索引索引的打开与关闭收缩索引索引别名查询索引别名文档相关操作新建文档查询文档更新文档删除文档映射相关操作查询文档映射创建静态映射创建索引并添加映射概念es中有三个概念要清楚,分别为索引、映射和文档(不用死记硬背,大概有个印象就可以)索引可理解为MySQL数据库;映射可理解为MySQL的表结构;文档可理解为MySQL表中的每行数据静态映射和动态映射上面已经介绍了,映射可理解为MySQL的表结构,在MySQL中,向表中插入数据是需要先创建表结构的;但在es中不必这样,可以直接插入文档,es可以根据插入的文档(数据),动态的创建映射(表结构),这就

  9. c++基础-运算符 - 2

    目录1关系运算符2运算符优先级3关系表达式的书写代码实例:下面是面试中可能遇到的问题:1关系运算符C++中有6个关系运算符,用于比较两个值的大小关系,它们分别是:运算符描述==等于!=不等于小于>大于小于等于>=大于等于这些运算符返回一个布尔值,即true或false。例如,当x等于y时,x==y的结果为true,否则结果为false。2运算符优先级在C++中,关系运算符的优先级高于赋值运算符,但低于算术运算符。以下是关系运算符的优先级,从高到低排列:运算符描述>,,>=,关系运算符==,!=相等性运算符&&逻辑与`如果在表达式中有多个运算符,则按照优先级顺序依次进行运算。3关系表达式的书写在

  10. 计算机必读基础书籍 - 2

    一.计算机组成原理    这本书利用组合逻辑、同步时序逻辑电路设计的相关知识,从逻辑门开始逐步构建运算器、存储器、数据通路和控制器,最终集成为完整的CU原型系统,使读者从设计者的角度理解计算机部件构成及运行的基本原理,掌握软硬件协同的概念。    全书共9章,主要内容包括计算机系统概述、数据信息的表示、运算方法与运算器、存储系统、指令系统、中央处理器、指令流水线、总线系统、输入输出系统。1.计算机系统概述1.1计算机发展历程    计算机是一种能够按照事先存储的程序,自动、高速、准确地对相关信息进行处理的电子设备。1946年2月,世界上第一台电子数字计算机ENIAC(ElectronicNum

随机推荐