Kubernetes 专业提示：投资自动化、加强一致性并采用集群管理策略。
译自：How to Avoid Core Services Chaos in Kubernetes
作者：Itiel Shwartz
虽然 Kubernetes 提供了强大的容器编排能力，但随着组织从管理少量的集群扩展到管理几十甚至几百个集群时，平台本身并没有完全开箱即用的功能就变得显而易见。诸如网络、服务发现、Ingress、DNS、证书管理、日志记录和监控等基本服务必须单独配置。
这在小型部署中不是一个显著的障碍。然而，随着组织规模的扩大，这些核心服务缺乏标准化会导致效率低下、安全漏洞和日益增长的运营负担。
最初，团队可能会采取临时的方法来设置这些服务，使用开源工具和自定义脚本的组合来配置每个集群。随着时间的推移，这种碎片化的方法引入了复杂性：不同的集群可能具有不同的 Ingress 控制器、不一致的日志记录配置或略有不同的监控工具版本。这种配置的拼凑需要持续的维护，并使得可靠地扩展环境具有挑战性。
例如，大规模运行 Kubernetes 相关的最大挑战之一是确保集群 在整个环境中保持一致，同时允许必要的灵活性。诸如模板化集群配置之类的 Fleet 管理策略可以帮助确保每个集群从一开始就部署了相同的核心服务。但是，如果没有自动化，即使是这些模板也需要大量的手动工作来维护。在几十个集群中更新日志记录代理或重新配置 Ingress 控制器 很快就会成为平台团队的全职工作。
可观测性是另一个核心痛点。每个集群都会生成大量的日志和指标，如果没有集中的监控解决方案，团队很难获得性能和安全性的统一视图。像 Fluentd 和 Prometheus 这样的开源工具可以帮助标准化可观测性，但如果部署不一致，它们会产生比洞察力更多的噪音。同样，证书管理在早期部署中通常是事后才考虑的，但在大规模部署中会成为一个重大挑战。如果没有自动化，团队必须手动跟踪和轮换服务中的证书，从而增加因证书过期而导致中断的风险。
安全策略也变得越来越难以执行。一个集群中配置错误的 Ingress 控制器或另一个集群中过时的服务版本可能会引入难以在碎片化的 Kubernetes 基础设施中检测到的漏洞。虽然像 Cert Manager 这样的工具可以自动执行证书续订，而 ArgoCD 可以强制执行基于 GitOps 的部署，但这些解决方案需要跨所有集群进行标准化才能有效。
为核心服务（包括网络、安全、可观测性、CI/CD 自动化 和资源优化）建立强大的基础对于维护可靠且可扩展的 Kubernetes 环境至关重要。核心服务可以提高效率、减少配置漂移、最大限度地减少人为错误，并在一致实施时防止停机。通过这种结构化的方法，组织可以实现几个关键的运营 和业务优势：
- 跨环境的标准化集群配置确保一致性并减少配置漂移。
- 更快的部署时间通过自动化基础设施配置，减少启动新集群所需的手动工作。
- 改进的安全性和合规性通过统一执行身份验证、加密和监控策略。
- 降低运营开销通过使用自动化来减少平台团队的手动维护负担。
- 提高开发人员的生产力通过确保基础设施可靠且预先配置，使团队能够专注于交付应用程序，而不是排除环境不一致的故障。
各组织提供服务来应对扩展 Kubernetes 的复杂性。以下是确保集群保持可管理、安全和高性能的五种方法。
1. 定义标准化的核心服务蓝图
组织应创建一组核心服务基线——网络、安全性、可观测性、自动化——每个集群都必须包含这些服务。该蓝图应定义首选工具和配置，确保每个集群都使用相同的基本组件构建。
2. 使用自动化来实现一致性和效率
Helm charts 提供了一种可重复的方式来部署核心服务，而像 ArgoCD 这样的 GitOps 工具可确保基础设施保持版本控制和声明式。Crossplane 提供了一种 Kubernetes 原生的基础设施配置方法，而 Terraform 仍然是混合云环境的强大选择。
3. 采用集群舰队管理策略
平台团队不应单独管理每个集群，而应实施包含所有必需核心服务的模板化集群配置。通过定义基础设施即代码，组织可以部署预先安装了核心服务的新集群，从而减少设置时间和运营偏差。
4. 跨集群监控和执行策略合规性
使用集中式监控和安全策略执行工具可以帮助保持跨环境的一致性。Fluentd 和 Prometheus 提供了集群运行状况的可视性，而安全策略应通过 Kyverno 或 OPA Gatekeeper 等自动化策略引擎来执行。
5. 规划版本兼容性和升级
随着核心服务的不断发展，在多个集群中保持版本一致性至关重要。组织应采用结构化的升级策略，在将更改部署到生产环境之前在暂存环境中对其进行测试，并利用自动化来最大限度地减少停机时间。
如果没有标准化的核心服务方法，Kubernetes 的碎片化不仅会带来技术挑战，还会减缓创新、增加成本，并使企业面临不必要的风险。通过投资自动化、强制执行一致性以及采用集群舰队管理策略，组织可以将 Kubernetes 转变为现代应用程序部署的可扩展、有弹性的基础，而不是代价高昂的运营泥潭。