Infrastructure as Code——Kubernetes一键编排实践

在2017云栖大会·深圳峰会上，来自阿里云的王升功分享了《Infrastructure as
Code——Kubernetes一键编排实践》。他首先从开发者角度分析了基础设施在交互上面临的挑战，提出了基础设施即代码的解决方案。然后，它主要分享了资源编排服务——IaC运行平台以及Kubernetes一键编排的具体实践过程。最后通过实际应用场景分享了一键编排实践的效果。

以下内容根据直播视频整理而成。

从开发者视角看基础设施

我们经常拿IDC和云计算作对比，以此来衬托云计算的变化。IaaS、PaaS、SaaS都是从交付方面来阐述其所做的事情，IaaS是基础设施作为服务来交付，PaaS是把平台作为服务交付，SaaS是软件直接作为服务交付。对于开发人员来说，我们之前可能有专门的IDC，有专门的运维人员负责基础设施的维护（选IDC、网络、机器）。云计算的出现，尤其是基础设施作为服务的一个交付手段的时候，开发人员有时候也需要直接面对基础设施的维护。这就给我们带来了新的挑战：80%的关键系统或服务的异常中断是由人为原因引起；50%的系统异常是由变更、配置、发布、人工操作导致。解决上述问题的核心理念是，尽量减少人参与运维流程中所做的事情。我们的解决方案是自动化编排：取消手工操作让应用部署流程自动化；降低运维复杂度让系统自动对齐业务需求。

Infrastructure as Code–基础设施即代码

从开发人员的角度来说，最熟悉的流程是：写代码、编译、调试、部署、运行，整个流程会使开发人员的安全感比较高。对于基础设施来说，特别是像如今基础设施都是通过服务来交付的情况，而且这些服务都是由像阿里云这样的第三方云服务商交付的情况，我们的安全感可能会缺失。如果让基础设施也像代码一样在开发人员的掌握中，那么缺失的安全感就能够找回。阿里云提供的所有基础设施都提供了Open API方式，所以可以写代码去操作。就像可以写代码申请内存空间一样，我们也可以通过写代码申请一个ECS、SLB。上图中所示的流程也适用于基础设施。

资源编排服务–IaC运行平台

阿里云通过资源编排服务实现上述理念。上图中有三个核心概念：模板，JSON格式的文本文件，它其实对应上述流程中的代码部分，使基础设施变成可以编写的代码，编写时不需要关注资源如何调用Open API等事情；ROS，编排引擎，它本身也通过Open API的方式向外提供服务，它可以通过用户定义的模板创建一系列的资源；资源栈，即阿里云资源集合，未来对资源的管理都可以以资源栈为单位进行集中管理。整个编排过程是一个全自动的过程。

如何实施基础设施即服务的过程呢？如上图所示，首先我们需要对我们的系统进行架构设计，比如如果我们的架构是网站则会涉到负载均衡、RDS资源。接着是模板开发，将设计好的架构编程为模板，模板有足够的能力去表达架构，比如包含的资源，资源之间的关系。将创建好的模板提交给ROS，ROS会根据模板创建资源栈，其出口是一堆资源栈的集合，后期对资源的管理都可以基于资源栈来进行，包括更新、升级。

上图是ROS最简单的编排模板，第一行声明了编排模板的版本。Resources部分，定义了名为k8s_master的资源，类型为ECS实例，并且定义了实例的类型、镜像和安全组。当我们把上述代码提交给编排引擎之后，编排引擎就能根据上述代码创建出一台符合我们要求的ECS实例。

通过资源编排在云端交付开源软件

开源软件交付面临的新问题包括：大计算时代的大型分布式系统架构复杂，角色众多，如何部署？需要与云计算服务整合进行全局优化，如何获取和配置资源？敏捷和DevOps，如何应对快速频繁的部署与销毁？资源编排服务的解决方案：通过编排模板定义云资源的需求和配置；通过CloudInit、Chef进行软件部署；通过全自动的编排引擎进行无人值守的系统交付。

Kubernetes(k8s)

Kubernetes(k8s)的灵感来自于Google
Borg，Borg这个系统在Google是做数据中心层面的管理，类似于阿里云的伏羲。而Kubernetes其目的是做容器化应用的自动部署、扩展和管理，社区成员包括Google、IBM、微软、VMWare、Docker等多家公司。如何通过阿里云的资源部署一个最简单的Kubernetes集群？

Kubernetes部署规划

上图是一个非常简单的集群，有三个角色：一个Kubernetes Master，两个Node节点。它们跑在三个ECS上，属于一个独立的VPC网络，只有一个子网VSwitch。

首先我们要规划我们的网络，所有的资源都放在VPC网络下面，VPC网络在安全性和可扩展性方面都比传统网络要好。最上方通过模板定义了一个VPC模板，类型为阿里云ECS VPC，设置了网段、名字。然后创建VSwitch，环境复杂时可以创建多个子网。最后创建SecurityGroup来管理网络规则。从上述流程可以看出，通过模板来创建VPC网络环境，会使问题变得简单、清晰。