作者簡介：張鑫，杭州才云科技聯(lián)合創(chuàng)始人 CEO
　　責(zé)編：魏偉，歡迎投稿和咨詢報(bào)道，詳情聯(lián)系weiwei@csdn.net
　　本文節(jié)選自《程序員》，謝絕轉(zhuǎn)載，更多精彩，請訂閱2016年《程序員》
　　
　　我與容器的緣分起源于我在Google內(nèi)部研發(fā)容器集群管理系： Cluster Management。Google內(nèi)部一切皆容器，搜索、視頻、大數(shù)據(jù)、內(nèi)部工具等核心業(yè)務(wù)都以容器的方式運(yùn)行在容器編排系統(tǒng)Borg上。2014年，隨著公司內(nèi)部的“Ursquake” （注：Urs是負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施的高級(jí)副總裁），我轉(zhuǎn)投到了公有云Google Cloud Platform的建設(shè)當(dāng)中。2014年3月份，在由各部門基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)帶頭人參加的Google內(nèi)部的云峰會(huì)中，我做為早起參與者之一加入到了Kubernetes項(xiàng)目中。
　　從2015年回國創(chuàng)業(yè)至今，我親身感受到了國內(nèi)對于Docker的追捧熱度。如今，Docker已經(jīng)迅速在國內(nèi)形成了“要是不知道Docker都不好意思和人打招呼”的火熱態(tài)勢；在互聯(lián)網(wǎng)巨頭和獨(dú)角獸企業(yè)中，甚有從“誰在用Docker”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢l沒用Docker”之勢。
　　然而，我發(fā)現(xiàn)一個(gè) 明顯的趨勢：很多企業(yè)一開始受到Docker現(xiàn)象的鼓舞，認(rèn)為Docker是萬靈藥，然而在自己嘗試進(jìn)行開發(fā)、生產(chǎn)使用時(shí)才發(fā)現(xiàn)它帶來的不僅僅是“坑”，更多的是局限和對已有流程的顛覆。這里我想從我在Google內(nèi)部使用容器，并基于容器研發(fā)大規(guī)模生產(chǎn)平臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)中 談?wù)劕F(xiàn)有Docker和Google容器環(huán)境的差別，并通過Caicloud的實(shí)際案例落地經(jīng)驗(yàn)總結(jié)Docker自身的“謊言”和誤區(qū)。希望能拋磚引玉，并在產(chǎn)品上填補(bǔ)空白，實(shí)現(xiàn)Gifee。
　　Docker的“謊言”
　　這里用“謊言”略有夸大其詞之嫌，Docker也確實(shí)為軟件開發(fā)帶來了巨大好處。而我想表達(dá)的是人們對于Docker在現(xiàn)實(shí)使用中的常見預(yù)期并非像理論中那般完美。
　　Docker達(dá)到了環(huán)境一致性
　　幾乎所有的Docker介紹或教程中提到的前幾個(gè)好處，必有“環(huán)境一致性”。然而這句話表述得并不準(zhǔn)確，“環(huán)境”是一個(gè)模糊和相對概念。Docker實(shí)現(xiàn)的是鏡像內(nèi)部的小環(huán)境一致性，它保證了一個(gè)應(yīng)用程序在一臺(tái)機(jī)器上使用Jetty 9， 在另一臺(tái)機(jī)器上也使用Jetty 9（通過封裝軟件中間件如Jetty 9）。然而大中型企業(yè)用戶很快意識(shí)到，真正的難點(diǎn)在于如何保證“大環(huán)境”一致，即整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中眾多容器、組件、服務(wù)之間如何配置、互聯(lián)、依賴，如何保證開發(fā)、測試、生產(chǎn)環(huán)境相互轉(zhuǎn)化、克隆等。這些環(huán)境、配置在容器概念之上，是容器自身無法解決的，只能依賴集群層面的管理工具。
　　Docker幫助了微服務(wù)
　　微服務(wù)與Docker是兩個(gè)完全獨(dú)立的維度，微服務(wù)所帶來的好處完全不依賴于你是否使用Docker，同時(shí)微服務(wù)所帶來的問題Docker也無法解決。例如，如今大家都流行將原來的巨石型應(yīng)用進(jìn)行微服務(wù)細(xì)粒度切分，而第一個(gè)難點(diǎn)就是切分的粒度。雖然不乏最佳實(shí)踐和Rule of Thumb， 但總的邏輯是切分的粒度越細(xì)，軟件開發(fā)靈敏度越高。然而帶來的問題是管理成本的增加：更多的模塊如何進(jìn)行各自的配置，更多的API通信、互聯(lián)如何管理，更多的二進(jìn)制（容器）如何發(fā)布。這些問題都是Docker自身不能解決的，也必須通過第三方工具來進(jìn)行彌補(bǔ)（例如Kubernetes的Pod機(jī)制就是Google基于內(nèi)部的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)設(shè)計(jì)的一個(gè)解決方案）。
　　Docker實(shí)現(xiàn)了以應(yīng)用為中心
　　Docker的大火也讓“App Centric”，“Cloud Native”煥發(fā)了青春，Docker確實(shí)為實(shí)現(xiàn)這兩者的提供了便利，但它本身還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和這兩個(gè)詞劃等號(hào)。Docker對應(yīng)用雖然進(jìn)行了封裝，但是應(yīng)用的開發(fā)者在實(shí)踐中還遠(yuǎn)無法做到只要關(guān)心到Docker這一層即可。首先我們還是要關(guān)注操作系統(tǒng)，是否有合適的內(nèi)核，是否有合適的API支持。我們甚至要關(guān)心硬件，是x86架構(gòu)還是PowerPC架構(gòu)。此外，我們還需要關(guān)心引擎是Docker、Rocket還是runC。最后，開發(fā)、運(yùn)維者還要關(guān)心平臺(tái)，是Kubernetes還是Mesos來進(jìn)行生產(chǎn)集群管理，并需要針對具體的底層平臺(tái)做完全針對該平臺(tái)的部署、配置（甚至需要修改應(yīng)用、框架等）。而這些都不是應(yīng)用、業(yè)務(wù)所應(yīng)該關(guān)心的范疇。
　　Docker實(shí)現(xiàn)了DevOps
　　Docker有很多開發(fā)、發(fā)布敏捷性方面的亮點(diǎn)，然而不少企業(yè)用戶認(rèn)為Docker自身就邁向了DevOps，而殘酷的現(xiàn)實(shí)是他們往往在真正開始使用后很快發(fā)現(xiàn)Docker帶來了額外的負(fù)擔(dān)，例如基于Docker的發(fā)布流程應(yīng)該是怎么樣，應(yīng)用程序打包的最佳實(shí)踐應(yīng)如何（如何避免打出一個(gè)上G的包），Docker的鏡像倉庫該如何管理（如何有效利用存儲(chǔ)空間、識(shí)別Dockerhub里的惡意鏡像）?？傊?，Docker畢竟給系統(tǒng)引入了新的一層，業(yè)務(wù)出了問題，到底是應(yīng)用的問題還是Docker的問題？最后（among many others），Docker自身主要是進(jìn)程級(jí)別的，而對于復(fù)合型、集群化的場景（任何一個(gè)認(rèn)真的生產(chǎn)場景）則需要第三方的工具和系統(tǒng)來補(bǔ)足。在機(jī)器層面，如何做到跨主機(jī)的通信、數(shù)據(jù)的遷移、跨主機(jī)的任務(wù)調(diào)度；在應(yīng)用層面，如何做到用多個(gè)Docker鏡像/容器構(gòu)造成一個(gè)復(fù)合性應(yīng)用（Codis就是一個(gè)很好的例子）。當(dāng)然，Docker的安全性也是經(jīng)久不衰、流行的議題。
　　集群工具和Kubernetes的迅猛生產(chǎn)落地
　　上述的論點(diǎn)旨在讓企業(yè)用戶認(rèn)識(shí)到Docker自身不是萬靈藥，但是我們也不可否認(rèn)Docker對于軟件開發(fā)、發(fā)布和計(jì)算上所帶來的變革性優(yōu)勢。如何基于Docker自身的優(yōu)勢更上一層樓，我認(rèn)為需要順應(yīng)“社會(huì)專業(yè)化分工”，讓專業(yè)的人做專業(yè)的事，通過第三方工具一起打造一個(gè)完善的生態(tài)系統(tǒng)。
　　Google在十年間打造了三個(gè)集群管理系統(tǒng)：Borg、Omega、Kubernetes，原因就是基于它領(lǐng)先于外界多年的容器使用經(jīng)驗(yàn)，清楚地意識(shí)到容器自身的局限（只是應(yīng)用運(yùn)行的一個(gè)“載體”，和其他的載體如虛擬機(jī)、物理機(jī)在這個(gè)角度上甚至沒有本質(zhì)區(qū)別）。在雖有Mesos這一開源項(xiàng)目的情況下，Google還是在2014年決定大力推廣Kubernetes項(xiàng)目（內(nèi)部代號(hào)為 “Project 7”），是出于幾點(diǎn)深思熟慮。 這些出發(fā)點(diǎn)也在國外眾多知名企業(yè)（如eBay等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，或高盛、 Bloomberg等金融巨頭）和Caicloud在國內(nèi)一些大型甚至傳統(tǒng)國有企業(yè)的成功落地中得到了驗(yàn)證：
　　Google有著更多年的大規(guī)模生產(chǎn)級(jí)別容器管理經(jīng)驗(yàn)，這里說的“大規(guī)?！笔前賯€(gè)數(shù)據(jù)中心、百萬臺(tái)機(jī)器、億萬個(gè)容器，且這個(gè)“經(jīng)驗(yàn)”既有成功也有教訓(xùn)。例如通過設(shè)計(jì)Borg我們清楚地意識(shí)到配置管理的重要性，聲明性管理的重要性，為每個(gè)服務(wù)分配獨(dú)立IP地址來避免端口沖突的重要性等。通過Omega也意識(shí)到了可插拔調(diào)度器的重要性，模塊化系統(tǒng)的重要性，以及對于任務(wù)的完成時(shí)間的不可控等。因此Kubernetes希望能夠?qū)oogle內(nèi)部多年容器管理的理念、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)以開源項(xiàng)目的形式傳遞給大家，而這個(gè)經(jīng)驗(yàn)是獨(dú)一無二的。
　　另外與Mesos的關(guān)注點(diǎn)不同（資源分配），Kubernetes是完全原生態(tài)面向服務(wù)和集群化容器應(yīng)用的（Mesos面向的是“框架”），它旨在提供更多便捷的容器管理工具、機(jī)制和功能。因此除了常見的任務(wù)調(diào)度、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、健康檢查和自動(dòng)修復(fù)，它還提供了獨(dú)特的功能，諸如容器組管理、秘密數(shù)據(jù)管理、服務(wù)賬戶管理、配置管理、守護(hù)進(jìn)程管理，還有狀態(tài)應(yīng)用管理等，都是Google在內(nèi)部形形色色應(yīng)用、業(yè)務(wù)類型管理中所提煉出來的重要功能。
　　打造活躍、健康的開源社區(qū)：Kubernetes是當(dāng)前最活躍的開源社區(qū)，在GitHub上已有1萬4千多顆星（相比于其他容器集群項(xiàng)目的數(shù)千顆星）。Google做開源社區(qū)也有重要意義：雖然在市場端不同的廠商可以通過花樣繁多的市場手法和資金投入包裝自己的產(chǎn)品，開源社區(qū)的健壯程度卻是無法用錢或市場廣告買來的。Google通過打造開源社區(qū)可以更客觀地展現(xiàn)自己在基礎(chǔ)設(shè)施、容器、集群管理方面的技術(shù)優(yōu)勢。當(dāng)然或許有誤區(qū)認(rèn)為項(xiàng)目不活躍是因?yàn)檐浖俺墒臁?，?xiàng)目活躍是因?yàn)轫?xiàng)目不成熟。然而Google內(nèi)部的代碼庫每天仍有近萬個(gè)新的issues被開啟，絕不是因?yàn)槠涫嗄甑臉I(yè)務(wù)系統(tǒng)不成熟，而更多的是創(chuàng)新的一種表現(xiàn)（大部分issues是在不斷迭代更強(qiáng)大的新功能——在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上）。由于當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)千變?nèi)f化，創(chuàng)新層出不窮，任何系統(tǒng)都需要不斷迭代，如果一個(gè)項(xiàng)目因達(dá)到“成熟”而活躍度下降，這只是該項(xiàng)目遭到冷落的表現(xiàn)。
　　現(xiàn)在的空白和未來趨勢
　　無論Docker還是第三方開源集群管理工具，如要到達(dá)Gifee都還有很長的路要走。這里我僅僅拋磚引玉列舉一些空白及我們希望和正在努力的方向。
　　發(fā)布管理遠(yuǎn)大于CI/CD
　　如今談到發(fā)布，大家想到的就是持續(xù)集成（CI）和持續(xù)發(fā)布（CD）。然而Google內(nèi)部實(shí)踐的發(fā)布管理系統(tǒng)還包括很多其他方方面面，例如：
　　如何將鏡像構(gòu)建與代碼庫的分支構(gòu)建相整合；
　　如何做微服務(wù)架構(gòu)中的聯(lián)合發(fā)布（最重要的是保證新老版本的API能夠平滑兼容）；
　　如何做版本管理（哪個(gè)鏡像版本運(yùn)行在哪個(gè)數(shù)據(jù)中心上）；
　　如何做灰度發(fā)布（根據(jù)不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、步調(diào)來有策略的調(diào)整新版本的上線比率，自動(dòng)比對新舊版本的用戶行為等）。
　　DevOps遠(yuǎn)大于Docker
　　DevOps包含方方面面，其中諸多實(shí)踐都是Docker自身層面所不能企及的，以Google為例：
　　配置管理：要做到真正的大環(huán)境一致，必須將配置完全與代碼分離，這里的配置遠(yuǎn)不僅僅是服務(wù)之間的IP地址（通過DNS服務(wù)發(fā)現(xiàn)可以解決），還包括不同環(huán)境下對于不同服務(wù)、應(yīng)用的配置參數(shù)等。對于這些狀態(tài)、配置、數(shù)據(jù)、文件的維護(hù)則需要額外的配置管理系統(tǒng)。
　　分布式測試：測試是DevOps中不可或缺的一環(huán)，但在大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)中，如何有效地、智能地快速自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)測試則需要額外的系統(tǒng)；在Google內(nèi)部構(gòu)建了分布式測試系統(tǒng)，能夠基于Borg，有選擇地識(shí)別出收到某個(gè)commit影響的測試集進(jìn)行高效自動(dòng)化測試。
　　智能預(yù)警：Docker或容器只是應(yīng)用運(yùn)行的載體，而Docker自身失效后需要第三方系統(tǒng)來檢測并預(yù)警。Google打造了復(fù)雜、靈活的預(yù)警系統(tǒng)，可以支持自定義的預(yù)警規(guī)則和報(bào)警行為。
　　智能故障定位：微服務(wù)架構(gòu)的分布式天性將系統(tǒng)問題調(diào)試變得更加復(fù)雜，一個(gè)用戶的請求在系統(tǒng)內(nèi)部要遍歷多個(gè)服務(wù)模塊，而在出現(xiàn)問題時(shí)，如何幫助系統(tǒng)管理員自動(dòng)定位故障也需要額外的工具和系統(tǒng)來完成。
　　集群管理遠(yuǎn)大于服務(wù)管理
　　最后想澄清的一個(gè)名詞是“集群管理”。現(xiàn)在當(dāng)人們談及“集群管理”時(shí)，容易直接和Kubernetes，Mesos等劃等號(hào)。然而集群管理在Google內(nèi)部是一個(gè)非常龐大的組織，Borg只能算作任務(wù)管理或應(yīng)用管理，除此之外一個(gè)真正的集群管理系統(tǒng)還需要諸如機(jī)器管理、網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理等諸多方面：
　　機(jī)器管理：如何自動(dòng)配置、安裝機(jī)器，如何自動(dòng)進(jìn)行機(jī)器層面的問題檢查與修復(fù)；
　　網(wǎng)絡(luò)管理：如何與SDN聯(lián)動(dòng)；
　　安全管理：如何在容器的基礎(chǔ)上做應(yīng)用、業(yè)務(wù)層面的安全檢測。
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