PaaS將吞噬云計算？Kubernetes的市場(chǎng)沖擊波

2017 年是 Kubernetes 的勝利之年，很多人還不明白這意味著(zhù)什么。但如果看一下云計算業(yè)界的動(dòng)向，你會(huì )發(fā)現，Kubernetes 的影響正在擴散。

在本文中我將分享我們的發(fā)現，并試圖說(shuō)服你：基于容器 Kubernetes 的新型 PaaS 將會(huì )成為云計算的主流。

但是這些意味著(zhù)什么呢？首先，這意味著(zhù)開(kāi)發(fā)人員必須要掌握一個(gè)與 90% 的容器工作相關(guān)的容器編排平臺。這是一個(gè)學(xué)習 Kubernetes 很好的理由。同時(shí)這還意味著(zhù)我們已經(jīng)深深地依賴(lài)于 Kubernetes，Kubernetes 就像容器領(lǐng)域中的 Amazon.在 Kubernetes 上進(jìn)行設計、實(shí)現和運行應用程序可以讓你在不同的云提供商、Kubernetes 發(fā)行版和服務(wù)提供商之間自由地對應用程序進(jìn)行遷移。它能讓你有機會(huì )找到 Kubernetes 認證的開(kāi)發(fā)人員，讓他們來(lái)開(kāi)發(fā)項目并且在以后持續提供支持。Kubernetes 不是 VM，也不是 JVM，它是全新的應用程序可移植層，它是大家共同的選擇?！狟ilgin Ibryam，Red Hat 首席架構師

基于“容器 k8s”的新型 PaaS

Kubernetes 并不是傳統意義上的 PaaS，事實(shí)上，傳統 PaaS 可以基于 Kubernetes 構建。

在過(guò)去，PaaS 經(jīng)歷了這樣的發(fā)展：

第一代：如最早的 Heroku，嚴格限定的運行時(shí)，不可修改的環(huán)境。對于 Ruby on Rails 這種小型單體應用來(lái)說(shuō)很合適。

第二代：Cloud Foundry （DEA 版本） ，可以簡(jiǎn)單的自定義環(huán)境，包括云端構建。也開(kāi)始對多服務(wù)的應用有所支持。

第三代：Cloud Foundry （Diego 版本），如當前版本的 GAE 和 AWS Elastic Beanstalk，它們都經(jīng)過(guò)之前兩代 PaaS 迭代而來(lái)。在這個(gè)版本里增加了對容器的支持，更自由的環(huán)境配置，對微服務(wù)的支持更強大。

第四代：Kubernetes 以及其它容器編排引擎。這一代的平臺變成了 Kubernetes 本身，它是面向云原生應用計算的、徹底基于分布式和容器的計算平臺。

第四代 PaaS 的關(guān)注點(diǎn)也和之前不一樣，我們可以把前三代 PaaS 稱(chēng)為應用級 PaaS（Application PaaS），它們關(guān)注的是應用的運行，第四代稱(chēng)為容器 PaaS，或者 CaaS、KaaS，它們關(guān)注的是應用的打包和分發(fā)。

第四代 PaaS 當然也可以使用其它的技術(shù)達到類(lèi)似的效果，但就像前面所說(shuō)的，Kubernetes 贏(yíng)得了這場(chǎng)競爭。

從下面的 PaaS 平臺架構圖中可以看到，我用了 Docker Kubernetes 層來(lái)做了一個(gè)“技術(shù)緩沖層”。也就是說(shuō)，如果沒(méi)有 Docker 和 Kubernetes，構建 PaaS 將會(huì )復雜很多。當然，如果你正在開(kāi)發(fā)一個(gè)類(lèi)似 PaaS 的平臺，那么你會(huì )發(fā)現自己開(kāi)發(fā)出來(lái)的東西會(huì )跟 Docker 和 Kubernetes 非常像。相信我，最終你還是會(huì )放棄自己的輪子而采用 Docker Kubernetes 的?！愷?《洞悉 PaaS 平臺的本質(zhì)》

這是一個(gè)大而全的 PaaS 平臺架構，實(shí)際中可以根據需求進(jìn)行裁剪。

業(yè)界趨勢：全在做 PaaS

如果我們看一下業(yè)界，會(huì )發(fā)現，從公有云到私有云，從傳統企業(yè)到互聯(lián)網(wǎng)新貴，都在擁抱 Kubernetes，都在做 PaaS.

公有云全在做 k8s 和容器

從 AWS 到 Google Cloud、微軟 Azure，到國內的騰訊云、華為云等，都在提供 k8s 容器服務(wù)。如果一個(gè)公有云到現在還沒(méi)有提供 k8s 服務(wù)，或者沒(méi)有計劃做，那么可以認為它的技術(shù)已經(jīng)落后于時(shí)代了。

公有云提供的 k8s 和容器服務(wù)，具體來(lái)說(shuō)分為兩類(lèi)：

一類(lèi)是提供多租戶(hù)的單容器實(shí)例，這種其實(shí)類(lèi)似于上面提到的第三類(lèi) PaaS，用戶(hù)創(chuàng )建的是單個(gè)容器，值得一提的是，這類(lèi) PaaS 仍可構建于 k8s 之上，并且不少云計算廠(chǎng)商已經(jīng)采用這種方案。另外，由 KataContainer 技術(shù)逐漸應用到生產(chǎn)環(huán)境，帶來(lái)將無(wú)服務(wù)器概念和容器結合的 Serverless Container Cloud 理念，讓容器也能兼具傳統虛擬化的優(yōu)點(diǎn)，讓這類(lèi)服務(wù)的未來(lái)充滿(mǎn)了想象空間。

Kubernetes 所要扮演的角色，乃是取代傳統的 Infrastructure Layer 并鼓勵技術(shù)人員進(jìn)行上層的“二次創(chuàng )新”，而并不是直接面對最終用戶(hù)。真正為最終用戶(hù)提供云服務(wù)的，很大概率應該是構建于 Kubernetes 之上的、更加簡(jiǎn)潔高效的服務(wù)型 API，而 Serverless，尤其是 Serverless Container Cloud 的設計，正是這種需求下最為貼切的實(shí)現方式之一?！獜埨?，浙江大學(xué)博士研究員，Hyper 項目成員，Kubernetes 項目資深成員與社區維護者。

另一類(lèi)是提供 Kubernetes 引擎，這種情況下用戶(hù)創(chuàng )建的是 Kubernetes 集群，如 GKE、Azure AKS、騰訊云 CCS 等。

第二類(lèi)服務(wù)是目前公有云研發(fā)的重點(diǎn)，發(fā)布的時(shí)間基本集中在去年下半年到現在，我們采訪(fǎng)和調研了微軟 Azure、騰訊云、華為云，情況基本類(lèi)似。

k8s 將成私有云的標準解法

私有云的情況分為兩類(lèi)，一類(lèi)是企業(yè)搭建數據中心和私有云自用，另一類(lèi)是服務(wù)提供商，為客戶(hù)提供私有云解決方案。在這兩類(lèi)情況中我們都看到 Kubernetes 被使用的越來(lái)越多，并且無(wú)論是企業(yè)、服務(wù)提供商，還是客戶(hù)都嘗到了 Kubernetes PaaS 的甜頭。

對于自用型私有云來(lái)說(shuō)，系統的演進(jìn)是一個(gè)復雜的問(wèn)題，盲目采用新技術(shù)有時(shí)不僅無(wú)助于業(yè)務(wù)，還造成資源浪費。k8s 的表現如何呢？我們讓京東的經(jīng)驗來(lái)說(shuō)話(huà)吧：

（采用容器和 Kubernetes 的）JDOS 2.0 接入了包含大數據、Web 利用、深度學(xué)習等多種類(lèi)型的利用，并為每一種利用依據類(lèi)型采取了不同的資源限制方式，并打上了 Kubernetes 的不同標簽?；诙鄻拥臉撕?，我們實(shí)現了更加多樣和靈便的調度方式，并在部份 IDC 試驗性地混合部署了在線(xiàn)任務(wù)和離線(xiàn)任務(wù)。相較于 1.0，總體資源應用率提升了約 30%.——鮑永成，京東基礎平臺部技術(shù)總監

對于服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)，Kubernetes 健康的生態(tài)可以保證它們有大量的第三方軟件和工具使用，同時(shí) PaaS 易于開(kāi)發(fā)和代碼 / 應用復用的特性，也降低了它們交付項目的成本，并縮短了交付周期。

對于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，基于 Kubernetes 的 PaaS 可以實(shí)現應用自由遷移，這使企業(yè)可以采用多重云策略，并變相提升了對供應商的議價(jià)能力。

云計算經(jīng)過(guò)了十多年的發(fā)展，已然進(jìn)入的云原生的新階段，企業(yè)應用優(yōu)先考慮部署在云環(huán)境，如何順應云原生的大潮，使用容器和 Kubernetes 構建云原生平臺，踐行 DevOps 理念和敏捷 IT，開(kāi)源軟件和社區如何助力 IT 轉型，所有這些問(wèn)題的解決方案就是 PaaS 平臺，其對于企業(yè)的重要性不言而喻?！蝺舫?TalkingData 容器平臺負責人

運維也需要 PaaS

騰訊互娛的運維團隊，需要為公司的在線(xiàn)游戲提供運維能力，這可能是中國挑戰最大要求最高的運維服務(wù)，因此他們有數百人的研發(fā)團隊，他們的做法可以很大程度上代表運維的發(fā)展方向，而不斷思考和迭代的結果就是自研了一套 PaaS 平臺藍鯨。藍鯨本身不使用 Docker、Kubernetes 等，完全自研，但我們可以看到，運維的發(fā)展方向就是 PaaS.

PaaS 本身與 DevOps 的理念完全契合，它改變了傳統運維的職責，讓他們變成運維開(kāi)發(fā)，為企業(yè)研發(fā)運維工具乃至是 PaaS 平臺。而對于沒(méi)有藍鯨團隊開(kāi)發(fā)能力的人，容器和 Kubernetes 能為他們提供彎道超車(chē)的捷徑。

京東金融的運維團隊就采用了 Kubernetes 來(lái)搭建他們的 PaaS 平臺：

PasS 平臺化將問(wèn)題的關(guān)注點(diǎn)從基礎資源上升到了應用層面，目標是提供一個(gè)幫助開(kāi)發(fā)人員運行、管理應用的平臺，讓使用者更關(guān)注運行的代碼（業(yè)務(wù)邏輯）。

PaaS 能解決的問(wèn)題：

應用聚合：如開(kāi)發(fā)需要一個(gè) Redis，直接啟動(dòng)一個(gè) Redis 容器即可

服務(wù)發(fā)現、快速伸縮、狀態(tài)管理等

服務(wù)監控、恢復、容災

費用統計：提供計算資源信息匯總，針對不同項目收費

安全管控：不管什么平臺，安全都非常重要，例如 A 應用可以訪(fǎng)問(wèn) B，B 不允許訪(fǎng)問(wèn) A 以及安全審計等。

快速部署。

隨著(zhù) Docker 容器技術(shù)的出現，讓我們有了更合適的工具建設 PaaS 平臺，具備了基于應用構建服務(wù)的能力。在 Docker 容器調度框架上，我們又選擇了 Kubernetes 平臺?！獜堼?，京東金融 PE

為什么 PaaS 會(huì )成為云計算主流？

除了上面的這些，我們還可以看到，PaaS 是 SaaS 服務(wù)發(fā)展到一定程度后必然會(huì )做的事情，這么做不僅可以滿(mǎn)足客戶(hù)更全面、定制化的需求，也讓 SaaS 廠(chǎng)商可以向更多領(lǐng)域拓展。如果要舉一個(gè)例子的話(huà)，大家想想微信和小程序就能理解。

而為什么 Kubernetes 會(huì )成為 PaaS 的選擇，為什么 PaaS 會(huì )成為云計算的主流，是因為容器和 Kubernetes 是今日云原生概念的核心和基礎。云計算誕生到現在有十來(lái)年了，但云時(shí)代的應用應該長(cháng)什么樣子，過(guò)去一直沒(méi)有人能說(shuō)清楚，直到容器誕生后，我們終于離想象中的云時(shí)代稍微近了一些。

通過(guò)了解軟件工程的這三個(gè)本質(zhì)，你會(huì )發(fā)現，我們上面所說(shuō)的那些分布式的技術(shù)點(diǎn)是高度一致的，也就是下面這三個(gè)方面的能力。

分布式多層的系統架構。

服務(wù)化的能力供應。

自動(dòng)化的運維能力。

只有做到了這些，我們才能夠真正擁有云計算的威力。這就是所謂的 Cloud Native.而這些目標都完美地體現在 PaaS 平臺上。前面講述的分布式系統關(guān)鍵技術(shù)和軟件工程的本質(zhì)，都可以在 PaaS 平臺上得到完全體現?！愷?《洞悉 PaaS 平臺的本質(zhì)》

云計算的未來(lái)

過(guò)去幾年云計算的發(fā)展令人眼花繚亂，想要預測它的未來(lái)無(wú)疑是極為困難的，但只要把握住 Kubernetes 這條主線(xiàn)，理解從虛擬化到容器再到兩者融合的發(fā)展路線(xiàn)，在短期內我們還是能做一些預測。

這個(gè)問(wèn)題（Kubernetes 在五年后會(huì )變成怎樣）很好。我希望，在接下來(lái)的五年中，我們對 Kubernetes 的討論不比對 Linux 內核的討論多。它真的應該成為所有工作的基礎。如果我們接下來(lái)的行為正確，我認為，有些事情就會(huì )成真。

大多數開(kāi)源和 ISV（軟件供應商）的安裝指令都是始于“選擇一個(gè)經(jīng)過(guò)認證的 Kubernetes 集群”。第 2 步將是“運行這個(gè) kubectl 命令”。Kubernetes 將讓第三方軟件不再憂(yōu)慮開(kāi)發(fā)針對無(wú)數平臺的版本，讓那些供應商更容易提供云提供商托管服務(wù)之外的方案。在許多情況下，使用云服務(wù)并沒(méi)什么不對，但是，你應該從你自己的基礎設施上也能獲得類(lèi)似的體驗。

我相信，對于開(kāi)發(fā)流程，我們將從封閉的 PaaS 服務(wù)，轉向企業(yè)可以使用一流組件組裝類(lèi)似 PaaS 功能。其中，有些可能是領(lǐng)域專(zhuān)屬的，只在一個(gè)特定的行業(yè)里應用。企業(yè)能夠快速組裝一個(gè)完整的解決方案，提供從代碼到有強大防護的生產(chǎn)環(huán)境的簡(jiǎn)單路徑，也提供在需要時(shí)“打破玻璃”運行自定義功能的能力?！狢raig McLuckie，Kubernetes 創(chuàng )始人

Kubernetes 已經(jīng)勝利，但基于 Kubernetes 的各類(lèi)組件、工作流并不成熟，就像 Kubernetes 創(chuàng )始人 McLuckie 所說(shuō)的，Kubernetes 需要成為討論的“背景”，我們討論的將是基于容器編排的各種創(chuàng )新和應用，比如 Service Mesh.

在我看來(lái)，在三到五年之后， Kubernetes 會(huì )成為服務(wù)器端的標準環(huán)境， 就像現在的 Linux，而 Service Mesh 就是運行在 Kubernetes 上的分布式應用的動(dòng)態(tài)鏈接器，屆時(shí)開(kāi)發(fā)一個(gè)分布式應用將會(huì )像開(kāi)發(fā)單機程序一樣簡(jiǎn)單，業(yè)界在分布式操作系統上長(cháng)達三十多年的努力將以這種方式告一段落?！螢t男，普元信息云計算架構師