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联结作者 ：志敏，冬岛，戒空，邓隽，佳旭，谢乘胜，元毅，溪洋
在 2022 年的双 11 大促季中，阿里云容器服务（简称 ACK）、容器镜像服务（简称 ACR）除了撑持团体外围零碎容器化以及为云上产品提供撑持外，也将外部多年大规模容器技术以产品化的能力输入给泛滥围绕双 11 的生态公司和 ISV 公司。ACK 和 ACR 每年继续迭代、公布新的产品性能，同时将治理数万个容器集群的规模化能力和最佳实际也透出给客户，通过技术红利撑持来自寰球各行各业的容器云。本文会介绍 ACK 和 ACR 的新产品能力和实际助力双 11 场景下的客户和业务。
近年来，降本增效成为了泛滥企业 IT 管理者关注的重要问题，企业曾经到了精益用云的时代。以容器为根底的云原生技术正在粗浅地扭转企业上云和用云的形式，如何利用云原生技术帮忙企业实现降本增效是很多 IT 负责人关注的话题。
每年的阿里巴巴双 11 都是考验各种前沿技术的最佳“实战场”。2021 年双 11，阿里团体就曾经实现 100% 利用云原生化，电商微服务、中间件等利用，以及搜寻、大数据、AI 业务全副运行在对立的容器平台根底之上。倒退到往年，容器服务在双 11 期间又实现了哪些技术和利用的新冲破呢？
本文将介绍 ACK 和 ACR 新产品能力在云原生实际的摸索和教训、带来的价值，及其在双 11 中的利用，心愿为更多企业提供基于 ACK 和 ACR 实现云原生化演进、实现云上 IT 架构高质量倒退的可参考案例。
阿里云容器服务为双 11 多畛域提供深度反对
阿里云容器服务 ACK（Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes）是寰球首批通过 Kubernetes 一致性认证的服务平台，提供高性能的容器利用治理服务，反对企业级 Kubernetes 容器化利用的生命周期治理。ACK 在阿里巴巴团体内作为外围的容器化基础设施，有丰盛的利用场景和教训积攒，包含电商、实时音视频、数据库、消息中间件、人工智能等场景，从 2015 年上线起始终在双 11 期间为内外部客户提供宽泛的技术支持；同时，容器服务将阿里巴巴外部各种大规模场景的教训和能力融入产品，向私有云客户凋谢，晋升了更加丰盛的性能和更加突出的稳定性，容器服务间断多年放弃国内容器市场份额第一。
在过来的一年，ACK 进行了踊跃的技术升级，继续晋升产品性能和服务能力，通过这些降级带来的云原生红利也间接使用到双 11 中。ACK 在往年双 11 期间稳如磐石，深度参加了泛滥畛域的撑持，包含在阿里巴巴电商外围零碎在批发云撑持聚石塔，在物流云撑持菜鸟 CPAAS，在中间件云原生撑持 MSE 和 MQ，在边缘云反对撑持 CDN 和边缘计算，同时反对数据库云原生化等。
阿里云容器镜像服务 ACR 作为云原生畛域中对立的利用资产治理及散发平台，从双 11 大促准备期开始就须要应答云原生利用大规模、大批量高效及平安散发问题。以后 ACR 面向企业级场景提供承载云原生利用制品平安托管与高效散发能力的企业级产品状态 (简称 ACR EE)，在双 11 期间助力企业大促的利用业务公布及扩容筹备，同时也服务了团体外部多方业务。
往年双 11 容器服务技术和利用新冲破
上面将从极致弹性、智能运维、DevSecOps、全链路减速几个方面来解说 ACK/ACR 的技术创新和产品性能如何在双 11 场景下，与业务方亲密联合，提供了弹性、速度、运维、平安、效率等全面综合的体验。
极致弹性 AHPA
对于 AHPA
弹性实质要做的事件是在保障业务稳定性的前提下，晋升资源使用率。
以后因为利用自身存在冷启动，利用启动耗时长。而通用的弹性计划也面临一些问题，如间接应用固定实例数，资源节约显著；应用 K8s 提供的 HPA，在业务申请达到之后才触发弹性，导致弹性滞后。而应用定时弹性策略, 须要评估每个时间段扩容多少，缩容多少，并且随着业务的变动须要随时进行调整，带来配置繁琐的问题。
那么面对弹性滞后问题咱们如何来解呢？容器服务 ACK 推出了基于机器学习算法的弹性实现计划：AHPA。
AHPA（Advanced Horizontal Pod Autoscaler）是基于利用历史指标预测将来 Pod 实例数量，解决弹性滞后的问题。通过被动预测和被动预测相结合，实时调整资源实例数。被动预测基于利用实时指标计算 Pod 数量，能够很好的应答突发流量; 被动预测基于历史指标通过达摩院机器学习算法提前预测出将来 24 小时利用的实例数量。此外，AHPA 还减少了兜底爱护策略，能够设置工夫区间的实例数上下界值实现弹性兜底。
通过 AHPA 能够实现毫秒级预测，秒级弹性失效，在简单多周期状况下仍然放弃较高的识别率，周期辨认准确率高达 95%，同时将被动预测和被动预测相结合让弹性更准。对于乐音，缺失值，异样值都具备不错的鲁棒性。
AHPA 助力达摩院智能语音
达摩院智能语音交互产品是基于语音辨认、语音合成、自然语言了解等技术，为企业在多种理论利用场景下，赋予产品“能听、会说、懂你”式的智能人机交互体验。客户业务本身有峰谷稳定特色，冀望应用弹性升高资源应用老本。但间接应用 HPA 存在如下 2 个问题：
- 弹性滞后。因为资源调度、利用启动也须要肯定工夫，在扩容的过程中，业务稳定性可能会受到影响。
- 配置简单。配置过于激进可能导致利用稳定性受影响，配置过于激进，老本优化的成果就大打折扣。须要重复尝试能力达到一个正当的程度。而且随着业务的变动，也会须要从新调整弹性策略
针对上述客户的业务痛点，联合智能语音业务利用具备周期性的特征分析，达摩院智能语音落地了容器服务 AHPA 弹性预测计划，通过主 / 被动预测相结合，解决弹性滞后问题。
ASR（语音辨认）业务利用在双 11 期间能够做到 90% 的 Pod 在业务到来之前 Ready，CPU 使用率晋升 10%，资源老本节俭 20%。此外可能依据业务量变化趋势，主动进行弹性布局，无需人工干预，大大节俭了运维老本。
AHPA 晋升菜鸟 CPaaS 弹性能力
菜鸟 CPaaS 业务波及菜鸟农村、申通物流链路，特地是仓库作业的，潮汐很显著。但间接应用 HPA 须要面对弹性滞后的问题，而应用定时弹性须要随业务变动随时人工调整，运维老本高。
菜鸟 CPaaS 通过将 AHPA 弹性预测与本身弹性平台相结合，真正实现了按需应用的弹性能力。双 11 期间，为菜鸟业务环境提供智能客服服务以及菜鸟经营服务工单平台提供弹性预测能力，实现了低峰时将容器数降下去省钱，顶峰时扩进去保障日常业务，非常规流量时能够资源应急，满足了用户极致弹性能力的诉求。
智能运维
对于绝大多数用户来说，应用 Kubernetes 的还是非常复杂的，很少有用户具备解决 Kubernetes 应用中遇到的问题的能力，遇到问题只能提工单。对于一线技术支持的同学来说，排查 Kubernetes 问题同样不容易，一方面是因为 Kubernetes 非常复杂，须要付出微小的学习老本，另一方面排查问题不是会用就够了，还须要专门的教训积攒，而且排查流程也费时费力，定位无奈疾速定位，用户业务继续受影响，这些都是咱们不心愿看到的。
如何能力帮忙用户更好的应用 Kubernetes？如何升高 Kubernetes 运维门槛？如何在客户遇到问题的时候可能疾速帮忙定位？针对这些问题，ACK 将本身多年的 Kubernetes 治理教训联合 AI 技术打造了智能运维 AIOps 套件，目前套件中蕴含了自动化诊断、智能巡检和 OS 透视三大块性能。
智能运维中的诊断性能笼罩了绝大多数用户常常遇到的 Kubernetes 问题，能够间接给出故障的根因，并给出修复倡议，通知用户诊断修复。在反对客户的过程中咱们就遇到了一个典型的诊断案例，客户反馈有些节点忽然 NotReady 了，影响了线上业务，咱们倡议用户先通过智能运维自助诊断一次，用户发动诊断操作后，很快看到了后果，在异样起因中报告因为平安组规定拦挡了 Kubelet 到 APIServer 心跳的上报，导致节点 NotReady。基于这个后果，用户很快的修复了平安组规定，放开了 Kubelet 到 APIServer 的拜访，业务复原，整个过程从上报到修复只用了几分钟。
除了呈现问题时能够帮忙用户疾速定位，AIOps 套件的另一个重要能力是防患于未然，在用户的 Kubernetes 集群出问题之前提前预测可能呈现的问题，提前解决，提供这个能力的就是 AIOps 套件的智能巡检性能。智能巡检性能在用户集群业务低峰期运行，基于内置的数据分析引擎，揣测集群中的潜在危险，联动 SLS 告警，被动告诉到用户。智能巡检当初曾经成为客户应答诸如双 11 重保需要的必备伎俩，在流动开始前客户都会确认智能巡检中的危险都曾经处理完毕。在这个双 11 当中，智能巡检性能帮忙中间件团队的发现了 CoreDNS 部署危险、SLB 配额危险等多个问题，及时优化了 CoreDNS 部署模式，晋升 SLB 配额，提前躲避了潜在的故障。
DevSecOps
ACR EE 围绕传统软件交付环节在云原生场景下的新个性，提供了合乎业务实际的软件供应链平安产品能力。2022 年信通院组织的相干评审中，Salesforce 基于 ACR EE 的 DevSecOps 实际案例获评“平安守卫者打算优良案例”，通过 ACR EE 提供的云原生 DevSecOps 能力，半年内实现万次镜像扫描，千次危险镜像拦挡阻断，千次加签 / 验签平安交付。基于全自动化软件平安交付链流程，实现疾速一键主动修复破绽危险，云原生利用平安交付效率晋升 3 倍。
在双 11 大促业务备战期间，除利用制品交付效率外，利用制品平安交付也是须要重要关注的一环。如何在云原生场景下为容器化利用交付的 DevOps 流程融入高效且自动化的平安环节，升高安全措施施行老本是 ACR EE 提供的一系列 DevSecOps 产品能力指标所在：
- 在开发阶段，提供不可变 Tag 能力预防生产环境容器镜像被非预期笼罩，保障利用版本在生产环境部署过程中的一致性。特地是在大促扩容场景中，避免出现新扩容的利用版本和通过生产验收的版本不统一导致扩容失败等问题。
- 在交付阶段，提供云原生利用交付链能力，反对镜像危险破绽扫描检测、部署阻断、事件告诉、破绽修复治理，相干人员在接到破绽告诉后可在第一工夫被动修复破绽，实现平安左移；同时，借助 ACR EE 反对的云平安扫描引擎，反对从系统漏洞、利用破绽、基线查看、歹意样本多个维度进行平安危险检测及策略阻断。
- 在部署和运行阶段，提供容器镜像加签、验签等能力，避免镜像被攻击者歹意篡改，可在 ACK 集群中启用验签组件，禁止在集群中部署未受信赖验签不通过的利用制品或版本。客户能够通过应用上述产品能力，为容器利用交付场景施行 DevSecOps，晋升软件迭代生命周期安全性。
全链路减速
此外在大促期间，如何保障利用制品交付效率也是十分重要的一环。容器化利用的部署、扩容、重启等动作都存在容器镜像拜访过程，该过程的快慢会间接影响到利用的部署体验，因而利用制品交付效率决定了大促业务发版、扩容、快恢效率。ACR EE 提供了构建减速、全球化同步减速、散发减速等全链路端到端减速计划，带来日常和大促期间云原生利用更新迭代、扩容、快恢的顺滑体验。
- 在构建减速方面，ACR EE 通过独享构建资源、近程缓存、海内源智能减速缩短构建工作构建过程耗时，同时联合实例内置的上传优化能力，缩短构建工作上传耗时。整体构建工作耗时相较于一般构建计划可缩短 30%，在反对私有云客户提速构建工作的同时，ACR EE 构建能力也作为阿里云 Serverless 产品标配构建能力，反对大促期间 Serverless 利用构建及公布提速。
- 在寰球同步减速方面，随着越来越多的国际化业务退出到双 11 中，ACR EE 提供了全球化同步减速能力反对实现利用全球化不同地区版本同发，晋升了客户利用发版效率。在双 11 大促期间，ACR EE 同步减速能力为内外部客户带来了全球化视角下的利用公布提速体验，反对大促业务服务于寰球客户。
- 在散发减速方面，随大促业务的峰谷稳定，在业务高峰期降临疾速实现利用扩容是客户的外围诉求，同时随着更多客户应用 Serverless 产品构建业务利用，频繁地冷启动对容器镜像拉取效率也提出了更高的要求。在容器利用大规模散发场景，ACR EE 提供了 P2P 散发减速能力，利用集群节点间的带宽资源，大幅晋升容器镜像拉取整体带宽。在大体积容器镜像或者冷启动场景，为升高利用启动延时，ACR EE 提供了按需加载减速能力，反对自动化生成按需减速镜像，基于按需能力启动容器利用时，可实现秒级启动 GB 级利用镜像容器。此外 ACR EE 提供了减速套件，反对在在线、Serverless、边缘等差异化场景下利用负载通明启用减速能力，在双 11 期间为内外部客户带来了容器化利用制品散发减速反对。
总结
随着云原生技术的疾速倒退，ACK 和 ACR 提供了平安稳固、高性能的容器服务产品曾经成为云上施行容器化业务的最佳载体。在本次双 11，容器服务 ACK 在各个场景为双 11 作出贡献，撑持了阿里巴巴外部外围零碎容器化上云，撑持了阿里云微服务引擎 MSE、视频云、CDN 等云产品，也撑持了双 11 的生态公司和 ISV 公司，包含聚石塔电商云、菜鸟物流云等等。ACK 和 ACR 会继续前行，继续提供更高更好的云原生容器网络、存储、调度和弹性能力，端到端的全链路减速和平安能力。
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