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GlobalRouter模式架構(gòu)和VPC-CNI 模式架構(gòu)對比

454398 ? 來源:it610 ? 作者:騰訊云原生 ? 2020-09-23 11:24 ? 次閱讀

Kubernetes 版本迭代比較快,新版本通常包含許多 bug 修復(fù)和新功能,舊版本逐漸淘汰,建議創(chuàng)建集群時選擇當(dāng)前 TKE 支持的最新版本,后續(xù)出新版本后也是可以支持 Master 和節(jié)點的版本升級的。

網(wǎng)絡(luò)模式: GlobalRouter vs VPC-CNI

GlobalRouter 模式架構(gòu):

GlobalRouter模式架構(gòu)和VPC-CNI 模式架構(gòu)對比

基于 CNI 和 網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)的容器網(wǎng)絡(luò)能力,容器路由直接通過 VPC 底層實現(xiàn);

容器與節(jié)點在同一網(wǎng)絡(luò)平面,但網(wǎng)段不與 VPC 網(wǎng)段重疊,容器網(wǎng)段地址充裕。

VPC-CNI 模式架構(gòu):

基于 CNI 和 VPC 彈性網(wǎng)卡實現(xiàn)的容器網(wǎng)絡(luò)能力,容器路由通過彈性網(wǎng)卡,性能相比 Global Router 約提高 10%;

容器與節(jié)點在同一網(wǎng)絡(luò)平面,網(wǎng)段在 VPC 網(wǎng)段內(nèi);

支持 Pod 固定 IP。

網(wǎng)絡(luò)模式對比:

支持三種使用方式:

創(chuàng)建集群時指定 GlobalRouter 模式;

創(chuàng)建集群時指定 VPC-CNI 模式,后續(xù)所有 Pod 都必須使用 VPC-CNI 模式創(chuàng)建;

創(chuàng)建集群時指定 GlobalRouter 模式,在需要使用 VPC-CNI 模式時為集群啟用 VPC-CNI 的支持,即兩種模式混用。

選型建議:

絕大多數(shù)情況下應(yīng)該選擇 GlobalRouter,容器網(wǎng)段地址充裕,擴展性強,能適應(yīng)規(guī)模較大的業(yè)務(wù);

如果后期部分業(yè)務(wù)需要用到 VPC-CNI 模式,可以在 GlobalRouter 集群再開啟 VPC-CNI 支持,也就是 GlobalRouter 與 VPC-CNI 混用,僅對部分業(yè)務(wù)使用 VPC-CNI 模式;

如果完全了解并接受 VPC-CNI 的各種限制,并且需要集群內(nèi)所有 Pod 都用 VPC-CNI 模式,可以創(chuàng)建集群時選擇 VPC-CNI 網(wǎng)絡(luò)插件。

參考官方文檔 《如何選擇容器服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式》: https://cloud.tencent.com/document/product/457/41636

運行時: Docker vs Containerd

Docker 作為運行時的架構(gòu):

kubelet 內(nèi)置的 dockershim 模塊幫傲嬌的 docker 適配了 CRI 接口,然后 kubelet 自己調(diào)自己的 dockershim (通過 socket 文件),然后 dockershim 再調(diào) dockerd 接口 (Docker HTTP API),接著 dockerd 還要再調(diào) docker-containerd (gRPC) 來實現(xiàn)容器的創(chuàng)建與銷毀等。

為什么調(diào)用鏈這么長?Kubernetes 一開始支持的就只是 Docker,后來引入了 CRI,將運行時抽象以支持多種運行時,而 Docker 跟 Kubernetes 在一些方面有一定的競爭,不甘做小弟,也就沒在 dockerd 層面實現(xiàn) CRI 接口,所以 kubelet 為了讓 dockerd 支持 CRI,就自己為 dockerd 實現(xiàn)了 CRI。docker 本身內(nèi)部組件也模塊化了,再加上一層 CRI 適配,調(diào)用鏈肯定就長了。

Containerd 作為運行時的架構(gòu):

containerd 1.1 之后,支持 CRI Plugin,即 containerd 自身這里就可以適配 CRI 接口。

相比 Docker 方案,調(diào)用鏈少了 dockershim 和 dockerd。

運行時對比:

containerd 方案由于繞過了 dockerd,調(diào)用鏈更短,組件更少,占用節(jié)點資源更少,繞過了 dockerd 本身的一些 bug,但 containerd 自身也還存在一些 bug (已修復(fù)一些,灰度中)。

docker 方案歷史比較悠久,相對更成熟,支持 docker api,功能豐富,符合大多數(shù)人的使用習(xí)慣。

選型建議:

Docker 方案 相比 containerd 更成熟,如果對穩(wěn)定性要求很高,建議 docker 方案;

以下場景只能使用 docker:

Docker in docker (通常在 CI 場景)

節(jié)點上使用 docker 命令

調(diào)用 docker API

沒有以上場景建議使用 containerd。

參考官方文檔 《如何選擇 Containerd 和Docker》:https://cloud.tencent.com/document/product/457/35747

Service 轉(zhuǎn)發(fā)模式: iptables vs ipvs

先看看 Service 的轉(zhuǎn)發(fā)原理:

節(jié)點上的 kube-proxy 組件 watch apiserver,獲取 Service 與 Endpoint,根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式將其轉(zhuǎn)化成 iptables 或 ipvs 規(guī)則并寫到節(jié)點上;

集群內(nèi)的 client 去訪問 Service (Cluster IP),會被 iptable/ipvs 規(guī)則負載均衡到 Service 對應(yīng)的后端 pod。

轉(zhuǎn)發(fā)模式對比:

ipvs 模式性能更高,但也存在一些已知未解決的 bug;

iptables 模式更成熟穩(wěn)定。

選型建議:

對穩(wěn)定性要求極高且 service 數(shù)量小于 2000,選 iptables;

其余場景首選 ipvs。

集群類型: 托管集群 vs 獨立集群

托管集群:

Master 組件用戶不可見,由騰訊云托管

很多新功能也是會率先支持托管的集群

Master 的計算資源會根據(jù)集群規(guī)模自動擴容

用戶不需要為 Master 付費

獨立集群:

Master 組件用戶可以完全掌控

用戶需要為 Master 付費購買機器

選型建議:

一般推薦托管集群

如果希望能能夠?qū)?Master 完全掌控,可以使用獨立集群 (比如對 Master 進行個性化定制實現(xiàn)高級功能)

節(jié)點操作系統(tǒng)

TKE 主要支持 Ubuntu 和 CentOS 兩類發(fā)行版,帶 “TKE-Optimized” 后綴用的是 TKE 定制優(yōu)化版的內(nèi)核,其它的是 linux 社區(qū)官方開源內(nèi)核:

TKE-Optimized 的優(yōu)勢:

基于內(nèi)核社區(qū)長期支持的 4.14.105 版本定制

針對容器和云場景進行優(yōu)化

計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)均經(jīng)過性能優(yōu)化

對內(nèi)核缺陷修復(fù)支持較好

完全開源:https://github.com/Tencent/TencentOS-kernel

選型建議:

推薦 “TKE-Optimized”,穩(wěn)定性和技術(shù)支持都比較好

如果需要更高版本內(nèi)核,選非 “TKE-Optimized”版本的操作系統(tǒng)

節(jié)點池

此特性當(dāng)前正在灰度中,可申請開白名單使用。主要可用于批量管理節(jié)點:

節(jié)點 Label 與 Taint

節(jié)點組件啟動參數(shù)

節(jié)點自定義啟動腳本

操作系統(tǒng)與運行時 (暫未支持)

產(chǎn)品文檔:https://cloud.tencent.com/document/product/457/43719

適用場景:

異構(gòu)節(jié)點分組管理,減少管理成本

讓集群更好支持復(fù)雜的調(diào)度規(guī)則 (Label, Taint)

頻繁擴縮容節(jié)點,減少操作成本

節(jié)點日常維護(版本升級)

用法舉例:

部分IO密集型業(yè)務(wù)需要高IO機型,為其創(chuàng)建一個節(jié)點池,配置機型并統(tǒng)一設(shè)置節(jié)點 Label 與 Taint,然后將 IO 密集型業(yè)務(wù)配置親和性,選中 Label,使其調(diào)度到高 IO 機型的節(jié)點 (Taint 可以避免其它業(yè)務(wù) Pod 調(diào)度上來)。

隨著時間的推移,業(yè)務(wù)量快速上升,該 IO 密集型業(yè)務(wù)也需要更多的計算資源,在業(yè)務(wù)高峰時段,HPA 功能自動為該業(yè)務(wù)擴容了 Pod,而節(jié)點計算資源不夠用,這時節(jié)點池的自動伸縮功能自動擴容了節(jié)點,扛住了流量高峰。

啟動腳本

組件自定義參數(shù)

此特性當(dāng)前也正在灰度中,可申請開白名單使用。

創(chuàng)建集群時,可在集群信息界面“高級設(shè)置”中自定義 Master 組件部分啟動參數(shù):

添加節(jié)點時,可在云服務(wù)器配置界面的“高級設(shè)置”中自定義 kubelet 部分啟動參數(shù):

節(jié)點啟動配置

新建集群時,可在云服務(wù)器配置界面的“節(jié)點啟動配置”選項處添加節(jié)點啟動腳本:

添加節(jié)點時,可在云服務(wù)器配置界面的“高級設(shè)置”中通過自定義數(shù)據(jù)配置節(jié)點啟動腳本 (可用于修改組件啟動參數(shù)、內(nèi)核參數(shù)等):

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