尝试“自上而下”的解决Kubernetes蔓延问题

管理 Kubernetes 集群不断涌现的最佳方式是使用 Kubernetes 作为控制平面。

译自 To Solve Kubernetes Sprawl, Try Kubernetes 'All the Way Down',作者 Randy Bias。

在某个时刻,某些技术会有效地“获胜”并成为默认的普遍标准。我们已经多次看到这种情况,但最突出的两个是 TCP/IP+以太网和 Linux。最近,Kubernetes 成为交付应用程序负载的事实标准 已经变得很明显。

Kubernetes 用于交付云原生应用程序、传统单体应用程序、虚拟化以及几乎所有其他内容。之所以会这样,是因为与之前的 TCP/IP+以太网和 Linux 一样,Kubernetes 是一个“只需运行”的 80-90% 解决方案,用于交付和管理应用程序负载。现在,随着 Kubernetes 在企业内部和外部变得越来越流行,我们看到 Kubernetes 集群的“蔓延”现象越来越严重。就像之前的路由器/交换机、服务器和虚拟机 (VM) 蔓延一样,组织必须采取措施才能成功地大规模管理 Kubernetes。解决方案?答案是……Kubernetes。

首先,一些背景信息

乍一看可能并不明显,但 TCP/IP+以太网最初并不是今天这样普遍的标准。在 20 世纪 80 年代中期,思科 系统是第一家推出多协议路由器的公司。当时,互联网骨干网仍然由美国政府,即国家科学基金会 (NSF) 运营。许多企业园区使用不同的 L2/L3 协议,包括 AppleTalk、SNADECnetBanyan Vines、令牌环、IPX/SPX (Novell) 等。后来,许多其他 L1/L2 协议问世,例如 20 世纪 90 年代的光纤分布式数据接口 (FDDI) 和异步传输模式 (ATM)。

然而,如今,TCP/IP 和以太网的组合已经一次又一次地获胜,因为它们是开放标准,易于获取,通常避免锁定,并解决了 80-90% 的网络问题。这使得任何精通该组合的人都可以从一个解决方案(例如,校园网络)转向另一个解决方案(例如,互联网骨干网网络)。

Linux 的历史类似。它不是第一个在 x86 平台上运行的 UNIX 变体;这一荣誉属于 SCO/微软 Xenix。多年来,它一直不如早期的 UNIX SVR4 版本(如 Solaris 和 AIX),这些版本拥有更好的支持、对称多处理以及更多优势。然而,与 TCP/IP+以太网一样,Linux 随着时间的推移一次又一次地获胜,它是一个开放标准,易于获取,可以避免供应商锁定,并有效地解决了从树莓派到大型高性能计算 (HPC) 集群的任何解决方案的 80%-90% 的操作系统问题。现在,世界上大多数数据中心都运行在 Linux 上。

这就引出了 Kubernetes

很长一段时间以来,Kubernetes 已经有效地赢得了应用程序部署之战。它最初是针对大规模应用程序的云原生解决方案,但随着时间的推移,它变得足够通用,现在经常用于传统应用程序、虚拟化以及几乎所有负载。它可以在树莓派、Microsoft Windows、大型 HPC 集群或任何地方运行。

重要的是,它具有简洁且可扩展的架构,以及对运营商和开发人员都友好的API。它提供了一个抽象层,您可以在开发时在笔记本电脑上运行,与在生产环境中运行时相同。

Kubernetes 并不是第一个尝试构建应用程序平台的尝试。WebLogic 和 WebSphere 早于它出现;它们只支持Java 应用程序,但具有类似的意图:使应用程序的打包和部署更容易。虚拟化也可以被认为具有类似的意图。然而,在过去 10 年中,Kubernetes 一次又一次地获胜,以至于现在您在 Kubernetes 之上 运行VMWebLogic 或 WebSphere!

Kubernetes 已发展成为应用负载部署的事实标准。就像之前的 TCP/IP+以太网和 Linux 一样,它解决了 80%-90% 的应用打包、部署和运维问题。它是一个开放标准,易于获取,并允许您避免供应商锁定。也许最重要的是,它拥有一个内置的架构,可以帮助运维,允许滚动升级,为您的负载(Pod)提供清晰的分层方式,提供可扩展的 API 等等。我们对此非常了解。我们是第一个将 OpenStack 的控制平面放在 Kubernetes 上,并使用 Mirantis OpenStack on Kubernetes (MOSK) 的公司。我们很早就知道 Kubernetes 最终会获胜——虽然有时 复杂,但使用它的好处实在太大了。

Kubernetes 无处不在

这让我们回到了问题的核心:现在 Kubernetes 已经获胜,我们如何管理无休止的 Kubernetes 集群洪流?大多数大型企业都在各个地方使用它:AWS EKS、Google GKE、Microsoft AKS、Mirantis MKE、通用 Kubernetes 等等等等。无论是在本地还是在公有云上,K8s 无处不在,并且像杂草一样不断增长。解决方案是什么?

当然,是 Kubernetes!它确实是“乌龟——或者 Kubernetes——无处不在!”

很明显,管理 Kubernetes 蔓延的最佳方法是使用 Kubernetes 作为控制平面来管理其他 Kubernetes 集群。Kubernetes 可以成为管理您的“薄层”Kubernetes 的自然“控制点”,支持各种容器和虚拟化工作负载,并抽象基础设施。

例如,k0smotron 将控制平面(管理集群或控制节点)和数据平面(管理集群或工作节点)分开。这为您的 Kubernetes 集群提供了一个单一的控制点,以提高可扩展性,分离关注点(例如,分别升级您的控制平面和数据平面)以及跨不同提供商管理集群(即与基础设施选项无关)。这允许使用 Kubernetes 集群来实现“混合多云”的圣杯。换句话说,您不再关心您的集群位于何处,因为您是从同一个控制点管理它们。

Kubernetes 是 Kubernetes 的解决方案

当我提到“控制点”时,这意味着在任何 IT 系统中,通常都有一个自然的控制点来与该系统交互并管理它。例如,对于 Amazon Web Services,AWS API/UI 是管理该系统的自然控制点。对于 Java 应用程序,自然控制点是 JVM。大多数系统都有一个控制点,即使它们的控制平面和数据平面是合并的。

现代控制点的独特之处在于它们几乎总是具有 API。传统控制点不太可能具有支持 API 的控制点。在这个现代的无处不在的自动化时代,所有控制点都必须具有 API。

这就是 Kubernetes 能够独特地管理自身的原因。借助 Cluster API (CAPI) 及其提供商,我们可以使用 Kubernetes 来管理 Kubernetes,因为作为控制点,它可以管理其他控制点。Cluster API 包括 Amazon (CAP-A)、Azure (CAP-Z)、VMware (CAP-V)、裸机和 更多 的“提供商”。

这意味着所有必要的工具都已准备就绪,可以使用 Kubernetes 来“解决自身”。解决 Kubernetes 蔓延的答案 就是 Kubernetes 本身。作为开放标准,Kubernetes 是跨本地和云集群管理的明显解决方案。早期的控制平面工作,例如 k0smotron,已经证明了总体方向,但现在是时候将其提升到一个新的水平,并兑现“Kubernetes 无处不在”的承诺。

要了解更多关于 Kubernetes 和云原生生态系统的信息,请加入我们参加 KubeCon + CloudNativeCon 北美,于 2024 年 11 月 12 日至 15 日在犹他州盐湖城举行。

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