基于容器的技術平臺的架構設計與原理

劉林和 鐘聲振 張宇 吳衛民 溫海欣 黃小邦 許仁興

摘 要：文章介紹了一種服務持續開發、持續集成、自動化部署、運維的技術平臺，該平臺可為各應用系統提供研發、運行的技術底座，助力各應用系統在資源使用率提升、資源彈性伸縮供給、應用敏捷開發與自動化部署交付等方面帶來明顯改善，實現降本增效。

關鍵詞：容器云;敏捷開發;資源共享

0 引言

相比實現系統級別虛擬化的傳統虛擬機以分鐘為單位的啟動速度，技術平臺基于輕量級LXC（Linux Containers）的Docker容器實現進程級別的虛擬化，可實現秒級啟動。同時一臺主機上可同時運行數千個Docker容器。除了其中運行應用的資源外，基本不需要消耗額外的系統資源，使得應用的性能很高，同時系統的開銷很小。同時，技術平臺具備高密度應用部署能力與高彈性應用擴展特性。

1 技術平臺的架構設計

技術平臺的架構主要包括容器云、中間件、工具鏈、微服務治理四大模塊，面向應用系統提供常用中間件與微服務治理能力，打造從“需求-設計-編碼-構建-測試-部署-發布”的端到端研發工具鏈，及資源彈性伸縮、常見中間件與微服務治理、研發工具鏈支持等PaaS服務。

技術平臺容器云功能模塊基于原生 Kubernetes ，提供以容器為核心的、高度可擴展的高性能容器管理服務。技術平臺容器云服務完全兼容原生 Kubernetes API ，為容器化的應用提供高效部署、資源調度、服務發現和動態伸縮等一系列完整功能，解決應用開發、測試及運維過程的環境一致性問題，提高了大規模容器集群管理的便捷性，幫助用戶降低成本，提高效率。技術平臺容器服務提供集群和服務兩個層級的彈性伸縮能力， 能夠根據業務運行情況，監控容器的 CPU、內存、帶寬等指標進行自動擴縮服務，同時可以根據容器的部署情況，在容器不夠資源分配，或者有過多剩余資源的情況下自動伸縮集群。

技術平臺中間件功能模塊根據公司各系統中間件配置使用規模及典型互聯網類系統建設所需技術組件，以云服務方式為各業務線統一提供消息類、應用服務、數據庫服務（緩存、關系數據庫）等中間件，避免重復建設。實現界面化一鍵快捷部署，部署第三方組件的時間由6小時以上縮短至10分鐘以內。

技術平臺微服務架構功能模塊以云服務方式為各業務線統一提供注冊中心、配置中心、熔斷監控、熔斷降級、服務調用鏈、分布式事務等微服務治理組件，避免重復建設。實現統一的全鏈路微服務治理管控中心。適用于構建復雜的應用，將單體式應用從不同緯度拆分成多個微服務，每個微服務的內容使用一個鏡像管理。在功能不變的情況，應用拆分成了多個可管理的服務，每個單體的服務容易理解、開發和維護。

技術平臺DevOps工具鏈功能模塊為持續集成與持續交付提供了優秀的 DevOps 環境，可極大提高軟件的發布效率。持續集成強調開發人員提交了新代碼之后，立刻進行構建、（單元）測試，便于確定新代碼和原有代碼能否正確地打包集成在一起。持續交付在持續集成的基礎上，將集成的代碼部署到預發布環境和現網環境上。

2 技術平臺的的優勢及其技術原理

1）、切合微服務架構部署特性，更易于微服務應用的實現，提升業務擴展性

微服務采用一組服務的方式來構建一個應用，服務獨立部署在不同的進程中。微服務通常具有相互獨立、原子化、松耦合結構等特點。技術平臺通過容器云的獨立、輕量和快速編排等特性很好地滿足了微服務架構的良好實現。

2）、像搭積木一樣的進行資源編排，輕易實現負載均衡、彈性伸縮、日志監控、滾動升級等高級能力

在技術平臺容器云中，調度的最小顆粒不是單純的容器，而是抽象成一個Pod。Pod是一個可以被創建、銷毀、調度、管理的最小部署單元。所有容器運行在Pod當中，一個Pod中可以運行一個或一組容器。技術平臺通過對Pod的編排和管理，實現了負載均衡，全自動/半自動彈性伸縮，日志監控，滾動升級等高級能力，從而實現高效的自動化管理。相比以往大量的管理和修改工作，所有的修改都以增量的方式被分發和更新。

3）、強大的多平臺兼容特性，易于擴展和遷移

技術平臺的Docker容器幾乎可以在任意的平臺上運行，包括物理機、虛擬機、公有云、私有云、個人電腦、服務器等。這種兼容性可以讓用戶把一個應用程序從一個平臺直接遷移到另外一個。容器云的這種特性類似于Java的JVM，Java程序可以運行在任意的安裝了JVM的設備上，在遷移和擴展方面變得更加容易。

4）、標準化的研運一體化流程，實現更快速的交付和部署

技術平臺為研發與運維團隊從開發到部署提供一套標準化流程，研發人員可以使用一個標準的鏡像來構建一套開發環境，開發完成之后，運維人員可以直接使用這個鏡像來部署運行。整個交付到部署過程可通過對鏡像的跟蹤，實現全流程可見，降低研發與運維交流成本，實現研運一體化，快速交付與部署，提升研發效率。

3結語

本文介紹了一種服務持續開發、持續集成、自動化部署、運維的技術平臺并對該技術平臺的功能、架構、效果進行深入分析。利用本技術平臺可實現應用敏捷開發與自動化部署，提升資源使用率，應用間資源彈性伸縮、自動供給，極大地提升應用開發、運維效率及穩定性。

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作者簡介：

劉林和（1981-），男，廣東梅州人，中移互聯網有限公司，工程師，碩士，研究方向：區塊鏈、AI、容器云。