在云计算领域,资源可被分为计算资源、网络资源、存储资源三大类,也可被分别称作为计算云、网络云、存储云。在以容器为核心的云平台上,应用容器镜像也是一种资源。

一、计算资源管理

  计算资源在云平台上主要指应用程序运行时所需的资源,也主要指CPU资源和内存资源。由于云平台默认的基本要求是为多个租户提供服务,所以在同一台工作节点的服务器(物理机或虚拟机)上就有可能同时运行多个租户的应用容器、这些应用容器如何共享该节点上的CPU和内存资源,以及如何避免不必要的资源争抢,是云平台首先要解决的问题。

在k8s体系中,对资源资源的管理可以在Namespace、Pod、Container三个级别完成,同时可以根据应用计算资源的需求和限制,提供不同级别的服务质量管理。

1. 在一个大型企业中,将企业各数据中心的服务器全部纳入一个K8s集群中管理肯定是不切实际的。

需要容灾备份的数据中心提供服务,保证业务的高可用性。

多个数据中心分布在不同的地区,数据中心之间的网络延迟较长。

服务器由不同的云服务商托管,相互之间无法直接互联互通。

多个数据中心的安全策略和安全等级不同。

基于以上因素,我们通常需要部署多个k8s集群,来共同完成应用的发布和运行。

在容器云平台上,对资源的管理首先是将多个k8s集群纳入管理,以便能够对所有资源进行统一分配和管理。

将多个k8s集群纳入统一管理的常见方案有如下两种。

1)通过对接每个k8s集群的Master,来完成集群内的资源管理和应用部署管理。

容器云平台通过k8s master 提供的Restful API 去控制整个集群,包括对各种k8s集群 资源对象的创建、更新、删除、查询等管理功能。还需要完成应用的多集群部署管理、

跨集群的服务发现和自动灾难切换等多集群管理,并设置相应的网络策略,以保护各集群的Master不被攻击。

2)通过使用统一的 Federation控制平面来对多个k8s集群进行统一管理。

Federation来自k8s子项目,也被称作集群联邦。Federation的设计目标是对多个k8s集群进行统一管理,将用户的应用部署到不同地域的数据中心或者云环境下,通过动态优化

部署来节约运行成本,屏蔽了后端的各k8s子集群,向客户提供一个统一的管理入口。

Federation 控制平面 “封装” 了多个k8s集群的master角色,提供了一个统一的Master ,包括Federation API Server 、Federation Controller Manager,用户可以像操作单个集群

一样操作 Federation;还统一管理了全部k8s集群的DNS、ConfigMap,并将数据保存在etcd数据库中。

在方便用户统一操作多个K8s集群的同事,Federation也带来了一些新问题

为确保所有集群的运行状态符合预期,Federation控制平面会持续监控所有集群,导致网络开销和成本显著增加。

Federation 控制平台是 “中心化” 的总控节点,一旦出现问题,就可能会影响到所有集群。

Federation 出现较晚,还很不成熟,目前k8s中资源对象只有一部分在Federation中是可用的。

二、 资源分区管理

在容器云平台纳管了全部k8s集群之后,平台管理员就可以进行资源分配的工作了,为多个租户提供应用部署环境。

在一个k8s集群中,提供计算资源的实体被称为Node,也叫工作节点。Node既可以是物理服务器,也可以是虚拟服务器。每个Node都提供了CPU、内存、网络、磁盘等资源,

应用系统则是这些资源的使用者。

为支持多租户模型,k8s的Namespace提供了一种将一个集群进一步划分为多个虚拟分区进行管理的方法。每个Namespace为某个租户提供的一个逻辑上的分区,与其他租户的

应用相互隔离、互补干扰。与互联网的域名类似

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