阿里雲K8s+Istio+Knative搭建Serverless平臺

時間  2021-01-02
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原文   原文鏈接

https://yq.aliyun.com/articles/743865javascript


前言

本文以一個Nodejs前端開發者角度出發，從零基於阿里雲平臺能力搭建一個彈性的Serverless平臺的記錄。但願對也想了解這個產品總體的小夥伴們有必定幫助。html

官方文檔：https://help.aliyun.com/document_detail/121509.html
控制檯：https://cs.console.aliyun.com/
前端

爲何是Knative

項目主頁：https://knative.dev/
項目倉庫：https://github.com/knative
java

總結爲下面兩張以前我分享的PPTnode

  • knative 定位：
    enter image description here
  • knative 三大組件：
    enter image description here

前置依賴

  • 建立一個k8s集羣，且集羣中Worker節點的數量大於等於3個。
  • 部署 Istio。

下圖可知它們之間的關係：
enter image description here
git

部署k8s集羣

文檔：https://help.aliyun.com/document_detail/86488.html
Kubernetes 是流行的開源容器編排技術，按照如下步驟快速建立一個k8s集羣
github

  1. 選擇標準託管k8s
  2. 建立專有網絡和虛擬交換機， 不然沒法選擇購買實例規格
  3. 選擇worker實例規格，由於是體驗平臺，故我選擇了3臺最小規格支持Pod的實例, 這是最低要求。由於是託管k8s集羣，故不須要選擇master
    enter image description here
  4. 建立和選擇 密鑰對，後面在本機電腦操做遠端服務的認證
  5. 公網訪問：使用 EIP 暴露 API Server 記得選擇上，集羣建立好不能修改, 否則沒法在本機電腦上經過http url 訪問服務
  6. 選擇上日誌服務
  7. 保障帳戶餘額不低於100
  8. 其餘默認配置

點擊建立k8s集羣，全部檢查項經過後，約10 分鐘建立成功全部資源
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算法

部署Istio

文檔：https://help.aliyun.com/document_detail/89805.html
Istio爲解決微服務的分佈式應用架構在運維、調試、和安全管理等維度存在的問題，可經過部署Istio建立微服務網絡，並提供負載均衡、服務間認證以及監控等能力，同時Istio不須要修改服務便可實現以上功能
經過下面步驟快速在上面的k8s中部署istio

docker

  1. 選擇對應集羣部署istio
    enter image description here
  2. 若是要實現 Tracing 分佈式追蹤服務，勾選開啓
  3. 在鏈路追蹤服務，打開Region對應信息查看token， 複製與集羣region一直的內網接入http url 到istio配置中
  4. 其餘默認配置，點擊部署，很快相應服務部署成功再k8s集羣上
    enter image description here

部署Knative

文檔：https://help.aliyun.com/document_detail/121509.html
在控制檯左側，找到Knative（公測），選擇組件管理，點擊右上方一鍵部署，部署咱們前面講到的Knative 三大組件
express

  • Tekton 組件 （原build 組件不在推薦） - v0.9.2
  • Serving 組件 - v0.11.0
  • Eventing 組件 - v0.11.0
    enter image description here

檢查未經過，須要開啓 istio-ingressgateway，解決：
在控制檯> 服務網格 > istio管理， 點右側更新
將以下，光標高亮 gateways enabled 默認false 修改成 true, 點擊更新後，
enter image description here


再次部署kantive組件，很快便可部署成功
enter image description here

部署服務

下載Knative 官方服務demo 工程

git clone https://github.com/knative/docs

# nodejs demo 服務
cd docs/serving/samples/hello-world/helloworld-nodejs

查看修復成，你想要的服務

const express = require('express');
const app = express();

app.get('/', (req, res) => {
  console.log('Hello world received a request.');

  const target = process.env.TARGET || 'World';

 // 我添加了輸出，能夠查看流量訪問的不一樣服務版本
  const kRevision = process.env.K_REVISION || '';  
  res.send(`Hello ${target} (revision: ${kRevision}) \n`);
});

const port = process.env.PORT || 8080;
app.listen(port, () => {
  console.log('Hello world listening on port', port);
});

鏡像構建與發佈

# 目前 Docker 官方維護了一個公共倉庫Docker Hub 咱們將本身構建的鏡像發佈上去
# https://hub.docker.com/
# 進行鏡像構建, 其中859652049替換成你的帳號名
docker build -t 859652049/helloworld-nodejs .
# 推送鏡像到公共倉庫Docker Hub
docker push 859652049/helloworld-nodejs

控制檯可視化部署

  1. 回到控制面板 > Knative > 服務管理 > 選擇k8s集羣命名空間default, 建立服務
  2. 支持根據模板快速建立 和 可視化編輯建立。
  3. 咱們選擇可視化建立
  4. 鏡像名稱輸入：docker.io/859652049/helloworld-nodejs （也能夠用你上面本身建立的鏡像）
  5. 配置環境變量 TARGET： NodeX 1 （服務代碼裏用到這個環境變量）

  6. 其餘默認配置，能夠自由配置

    • 最大併發不控制
    • 彈性實例最小0， 最大100
    • CPU 0.25Core, 內存 125M
    • 不掛載額外存儲數據卷

enter image description here

服務部署成功
enter image description here

訪問服務，其中下面的ip 和 host 對應，上圖中默認域名和訪問網關ip

curl -H "HOST: nodejs.default.example.com" http://47.111.223.97

或者經過綁定公網ip 到默認域名上

# 推薦工具SwitchHosts https://github.com/oldj/SwitchHosts/blob/master/README_cn.md
47.111.223.97 nodejs.default.example.com

兩種方式，接口數據返回成功
enter image description here
enter image description here

Kubectl命令行部署

文檔：https://help.aliyun.com/document_detail/86494.html

  1. 安裝 kubectl 客戶端，根據文檔， 我這邊mac 經過docker 客戶端 Preferences 設置中 enable kubernetes 後安裝了。
  2. 配置登陸憑據
  3. 集羣列表，點擊集羣名，選擇KubeConfig（公網訪問）頁籤，並單擊複製，將內容複製到本地計算機的 $HOME/.kube/config
    enter image description here
  4. 執行 kubectl get revisions 查看部署服務的版本，以下能夠看到咱們上面經過控制檯可視化部署的服務nodejs， 一個版本nodejs-dn5vh
    enter image description here

5.經過kubectl 部署新的一個版本

仍是咱們以前使用的 helloworld-nodejs 工程， 將配置文件service.yaml

apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1
kind: Service
metadata:
  name: nodejs # 服務名
  namespace: default  # 服務部署的命名空間
spec:
  template:
    metadata:
      name: nodejs-dn5vh-v2
    spec:
      containers:
      - image: docker.io/859652049/helloworld-nodejs
        env:
        - name: TARGET
          value: "NodeX 2" # 環境變量更新爲2
  traffic:  # 設置流量分配到不一樣服務版本, 也可經過以下圖可視化修改配置
    - tag: current
      revisionName: nodejs-dn5vh # 修改成自動可視化自動生成的版本號
      percent: 50 # 50% 流量版本1
    - tag: candidate
      revisionName: nodejs-dn5vh-v2  # 與當前版本號一致
      percent: 50  # 50% 流量版本2
    - tag: latest
      latestRevision: true
      percent: 0
  1. 部署服務
kubectl --namespace default apply -f ./service.yaml
  1. 屢次訪問服務，流量按比例導入到2個版本
    enter image description here

enter image description here
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自定義域名

在Knative Serving route 路由中默認使用 example.com 做爲默認域名，route 徹底定義的域名格式默認爲：
{service}.{namespace}.{default-domain} ，如：nodejs.default.example.com

域名A記錄到網關

  1. 首先你要有個阿里雲備案過的域名，不然最後訪問會顯示須要接入備案
  2. 將域名 A記錄 指向本身的公網網關地址，如上：47.111.223.97
    這個有個注意點，由於服務部署的命名空間和服務名 都會不斷變化，或者有多個。故A記錄時候使用泛域名綁定

好比 dev.lianxuify.com 這個子域名是我用來開發測試的
dev.lianxuify.com
nodejs.default.dev.lianxuify.com
nodejs-1.default.dev.lianxuify.com


  1. 修改默認域名example.com 爲 dev.lianxuify.com

經過控制檯配置

菜單 Knative > 組件管理 > 點擊核心組件Serving 詳情 > 自定義域名模板 > 點擊查看yaml

apiVersion: v1
data:
  _example: |
    ################################
    #                              #
    #    EXAMPLE CONFIGURATION     #
    #                              #
    ################################

    # This block is not actually functional configuration
    # ....
    example.org: |
      selector:
        app: nonprofit

    # Routes having domain suffix of 'svc.cluster.local' will not be exposed
    # through Ingress. You can define your own label selector to assign that
    # ...
    svc.cluster.local: |
      selector:
        app: secret
  # 以上都是註釋
  dev.lianxuify.com: '' # 自定義域名，僅須要添加該行，前面添加兩個空格，與頂部_example對齊
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: '2020-02-05T15:21:13Z'
  labels:
    serving.knative.dev/release: v0.11.0
  name: config-domain
  namespace: knative-serving
  resourceVersion: '83466654'
  selfLink: /api/v1/namespaces/knative-serving/configmaps/config-domain
  uid: 257133b2-482b-11ea-9d30-8e59b18ed506

yaml語法 基本語法 http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/07/yaml.html
yaml轉換爲json： http://www.bejson.com/validators/yaml/

  • 大小寫敏感
  • 使用縮進表示層級關係，幾個空格不重要
  • 縮進時不容許使用Tab鍵，只容許使用空格 已驗證
  • 縮進的空格數目不重要，只要相同層級的元素左側對齊便可
  • #表示註釋
  • | 保留換行符 字符串

經過 kubectl 配置

kubectl edit cm config-domain --namespace knative-serving
# 同上添加一行，保存即生效

# 驗證生效
kubectl get route
# NAME     URL                                       READY   REASON
# nodejs   http://nodejs.default.dev.lianxuify.com   True

enter image description here

路由轉發

當咱們有多個服務使用相同的域名，經過請求的Path不一樣，將流量轉發到不一樣服務中

坑：knative 官方demo 工程，不支持路徑訪問，只處理根路徑訪問。 由於這個一直接口返回失敗，覺得配置搭建問題。

const express = require('express');
const app = express();
// 修改/ 爲 *
// app.get('/', (req, res) => {
app.get('*', (req, res) => {
  // ...
});

//
  1. 修改代碼路由爲*，從新構建鏡像，發佈鏡像 (docker.io/859652049/helloworld-nodejs:latest 已經修改過)
  2. 從新部署服務, 按照上面可視化、或者 kubectl 方式從新部署兩個服務 nodejs、nodejs2

enter image description here

  1. 選擇 Knative > 服務管理 > 點擊服務名 > 選擇路由轉發 > 點擊配置
    enter image description here

  2. 配置保存後當即生效，訪問符合預期

    • dev.lianxuify.com/nodejs 到服務1 nodejs
    • dev.lianxuify.com/nodejs 到服務2 nodejs2

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彈性驗證與配置

kubectl get pods -w  // 查看運行的容器組，sidecar+業務服務

以下所示，當沒有流量後 pod 自動會刪除，流量進來會彈性擴展
enter image description here

流量根據以下配置進行擴縮容，可根據業務場景要求配置
Knative > 組件管理 > 點擊Serving組件詳情> 點擊擴縮容配置
enter image description here
這些參數是服務彈性算法的關鍵配置，須要結合業務配置出最佳實踐，鼠標hover小綠點有詳細說明。


日誌監控

在Knative 上對分佈式的日誌，監控接入這裏沒有進行深度探索。文檔總體看下來，流程與常規服務接入沒區別，開通對應產品進行接入便可。
如下是建立集羣默認建立的部分日誌和監控
enter image description here
enter image description here


回滾

在Knative 上對發佈進行回滾，沒有進行深度探索。大體理解以下

  • 回滾歷史版本，經過流量配置修改，將流量切到老版本
  • 對應同版本回滾，找到以下回滾面板
    enter image description here

CICD

持續集成持續交付這塊，還在探索中。看到 GitHub 事件源add-on 組件，經過github 倉庫的鉤子事件能觸發到
Knative平臺去構建鏡像、部署服務。另外一種方式本身監聽gitlab 鉤子事件，構建推送鏡像，調用平臺OpenAPI接口 （如上圖有個觸發從新部署的接口）或者 本身的部署平臺調用kubectl 命令行工具部署

總結

以上咱們利用阿里雲K8s+Istio+Knative 搭建Serverless平臺

  • 部署了k8s集羣
  • 部署了Istio
  • 部署了Knative 三大組件
  • 部署了業務服務，驗證了彈性擴縮容
  • 自定義了域名 + 路由轉發 到不一樣服務
  • 不停服藍綠部署、按流量灰度發佈， 同個服務多個版本

該平臺提供可視化配置 + 以及其yaml配置文件，對一個新手認識、使用這個生態能力有很好的幫助。
整套方案對應傳統服務遷移到Serverless平臺上靈活性、友好性較高，將來大有可爲。但目前開發者工具相關還不是這麼豐富，平臺在公測中，總體使用成本和門檻相對阿里雲函數計算更高些。由於最低集羣3臺worker要求，一直佔用， 我目前是體驗，選擇了低配置，大概是4元多一個小時 （不知道能不能更低）

這裏還有篇我對阿里雲函數計算總體調研的文章： https://yq.aliyun.com/articles/743665但願兩篇文章對你們總體上認識兩款產品，以及搭建serverless有幫助。若有理解有誤，歡迎指出，共同成長。其間感謝阿里雲 @元毅 的幫助與解答。

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