Kubernetes和OpenStack到底是什么关系?

十月飞翔
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Kubernetes 面向应用层,变革的是业务架构,而 OpenStack 面向资源层,改变的是资源供给模式。使用容器且集群规模不大,直接用 Kubenetes 就可以;集群规模大,不管应用是否只是跑在容器中,都是 OpenStack + Kubernetes 更好。

OpenStack + Kubernetes 是各取所长,并不只是因为惯性,而是对于多租户需求来说,Container(容器)的隔离性还需要加强,需要加一层 VM(虚拟机) 来弥补,而 OpenStack 是很好的方案。不过,VM + Container 的模式,必然有性能的损耗,所以 OpenStack 基金会也推出一个项目叫 Kata Containers,希望减少虚拟化的开销,兼顾容器的性能和隔离性。

永恒的只有变化,未来的业务都会运行在云上,容器是走向 DevOps、Cloud Native(云原生)的标准工具,已经开始走向平凡,而 Kubernetes 的编排能力,让容器能够落地到业务应用中,所以我们看到 Docker、Mesos、OpenStack 以及很多公有云、私有云服务商,都在支持 Kubernetes,大家都加入了 CNCF(云原生计算基金会)。

总结起来,OpenStack 是兼容传统的架构,而 Kubernetes 是面向未来的架构。

最后,计算开源云这几年发展很快,从这个问题提出到现在,社区又有了很多变化。所以要修正一个观点:Kubernetes 支持的容器运行时不仅仅是 Docker,也包括 Rkt,当然 Docker 更加流行。

简单的说,kubernetes是管理container的工具,openstack是管理VM的工具。

container可以运行在物理机上,也可以运行在VM上。所以kubernetes不是需要openstack的支持。但对于云计算来说,很多IasS都通过openstack来管理虚拟机。然后用户可以在这些虚拟机上运行docker,可以通过kubernetes进行管理。

不过kubernetes虽然是开源的,但它毕竟是为GCE服务的,Google其实并没有多少动力去支持其他平台的。

Kubernetes这个单词来自于希腊语,含义是舵手或领航员。K8S是它的缩写,用“8”字替代了“ubernete”这8个字符。

和Docker不同,K8S的创造者,是众人皆知的行业巨头——Google。

然而,K8S并不是一件全新的发明。它的前身,是Google自己捣鼓了十多年的Borg系统。

K8S是2014年6月由Google公司正式公布出来并宣布开源的。

同年7月,微软、Red Hat、IBM、Docker、CoreOS、Mesosphere和Saltstack等公司,相继加入K8S。

之后的一年内,VMware、HP、Intel等公司,也陆续加入。

2015年7月,Google正式加入OpenStack基金会。与此同时,Kuberentes v1.0正式发布。

目前,kubernetes的版本已经发展到V1.13。

K8S的架构,略微有一点复杂,我们简单来看一下。

一个K8S系统,通常称为一个K8S集群(Cluster)。

这个集群主要包括两个部分:

一个Master节点(主节点) 一群Node节点(计算节点)

一看就明白:Master节点主要还是负责管理和控制。Node节点是工作负载节点,里面是具体的容器。

深入来看这两种节点。

首先是Master节点。

Master节点包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd。

API Server是整个系统的对外接口,供客户端和其它组件调用,相当于“营业厅”。

Scheduler负责对集群内部的资源进行调度,相当于“调度室”。

Controller manager负责管理控制器,相当于“大总管”。

然后是Node节点。

Node节点包括Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns(可选),还有就是Pod。

Pod是Kubernetes最基本的操作单元。一个Pod代表着集群中运行的一个进程,它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。除了Pod之外,K8S还有一个Service的概念,一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。这段不太好理解,跳过吧。

Docker,不用说了,创建容器的。

Kubelet,主要负责监视指派到它所在Node上的Pod,包括创建、修改、监控、删除等。

Kube-proxy,主要负责为Pod对象提供代理。

Fluentd,主要负责日志收集、存储与查询。

是不是有点懵?唉,三言两语真的很难讲清楚,继续跳过吧。

Docker和K8S都介绍完了,然而文章并没有结束。

接下来的部分,是写给核心网工程师甚至所有通信工程师看的。

从几十年前的1G,到现在的4G,再到将来的5G,移动通信发生了翻天覆地的变化,核心网亦是如此。

但是,如果你仔细洞察这些变化,会发现,所谓的核心网,其实本质上并没有发生改变,无非就是很多的服务器而已。不同的核心网网元,就是不同的服务器,不同的计算节点。

变化的,是这些“服务器”的形态和接口:形态,从机柜单板,变成机柜刀片,从机柜刀片,变成X86通用刀片服务器;接口,从中继线缆,变成网线,从网线,变成光纤。

就算变来变去,还是服务器,是计算节点,是CPU。

既然是服务器,那么就势必会和IT云计算一样,走上虚拟化的道路。毕竟,虚拟化有太多的优势,例如前文所说的低成本、高利用率、充分灵活、动态调度,等等。

前几年,大家以为虚拟机是核心网的终极形态。目前看来,更有可能是容器化。这几年经常说的NFV(网元功能虚拟化),也有可能改口为NFC(网元功能容器化)。

以VoLTE为例,如果按以前2G/3G的方式,那需要大量的专用设备,分别充当EPC和IMS的不同网元。

VoLTE相关的网元

而采用容器之后,很可能只需要一台服务器,创建十几个容器,用不同的容器,来分别运行不同网元的服务程序。

这些容器,随时可以创建,也可以随时销毁。还能够在不停机的情况下,随意变大,随意变小,随意变强,随意变弱,在性能和功耗之间动态平衡。

简直完美!

5G时代,核心网采用微服务架构,也是和容器完美搭配——单体式架构(Monolithic)变成微服务架构(Microservices),相当于一个全能型变成N个专能型。每个专能型,分配给一个隔离的容器,赋予了最大程度的灵活。

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