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作者 | 元毅（阿里云容器平台高级开发工程师）
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导读
Kubernetes 作为当今云原生业界规范，具备良好的生态以及跨云厂商能力。Kubernetes 很好的形象了 IaaS 资源交付规范，使得云资源交付变的更简略，与此同时越来越多的用户冀望可能聚焦于业务本身，做到面向利用交付，Serverless 理念也因而而生。
那么如何通过原生 Kubernetes 提供 Serverless 能力？如何借力丰盛的云原生社区生态？本文给大家介绍一下咱们在 Serverless Kubernetes 上的落地实际。本文将从以下 3 个方面开展介绍：
- 为什么要做 Serverless Kubernetes
- 如何实现 Serverless Kubernetes
Serverless Kubernetes 落地实际
Serverless Kubernetes 初衷
1、Kubernetes
家喻户晓，Kubernetes 是一款开源容器化编排零碎，用户应用 Kubernetes 能够做到升高运维老本、进步运维效率，并且提供标准化 API，某种意义就是防止被云厂商绑定，进而造成了以 Kubernetes 为外围的云原生生态。能够说 Kubernetes 未然成为了云原生业界事实标准。
2、Serverless 与 Kubernetes
那么咱们回到 Serverless 下面来，Serverless 的核心理念在于让开发者更聚焦业务逻辑，缩小对基础设施的关注。 那么咱们如何在云原生业界规范之上做 Serverless，Kubernetes 是否也能做到更专一于利用业务逻辑。
3、Kubernetes 做 Serverless 的劣势
在看一下 Kubernetes 做 Serverless 有什么劣势前，咱们先来看一下 Kubernetes 个性包含哪些：
- 容器化
- 对立 IaaS 资源交付
- CI/CD 继续集成部署
- 跨云厂商
- 丰盛的生态
- 面向利用治理
对应于 Serverless 来说：
- 事件驱动：Kubernetes 反对 job 类型、并围绕 Kubernetes 提供丰盛的事件源
- 按需应用：Kubernetes 自身反对 hpa 弹性能力
- 免运维、高可用：Kubernetes 能够通过容器化、对立资源交付很好的反对。
联合这些来看 Kubernetes 实现 serverless，具备人造劣势。
如何实现 Serverless Kubernetes**
在 Kubernetes 上实现 Serverless 次要做到一下两点：
- 向下如何让用户缩小对基础设施的关注；
- 向上如何更聚焦业务利用。
这里咱们通过 Serverless Framework，聚焦业务利用，进一步形象 Kubernetes 资源，提供按需应用主动弹性的能力。通过 IaaS 资源免运维，缩小对基础设施的关注，做到节点免运维。
那么 IaaS 资源免运维，咱们又是如何做的呢？
1、缩小对根底设置的关注：IaaS 免运维
原生的 Kubernetes 节点资源须要用户自行保护，为了升高用户保护节点老本，咱们提供了托管节点池，帮忙用户保护节点的生命周期，但用户还是须要对托管节点池策略进行保护，更近一步在 Serverless Kubernetes 中通过虚构节点联合弹性容器实例 ECI，让用户彻底解脱对 IaaS 的运维。
Serverless Kubernetes IaaS 资源免运维包含：
- 基于容器，平安隔离、高移植
- 无服务器治理：无需容量布局，对服务器免运维
- 弹性扩容：秒级扩容，有限容器
- 按需付费，更高资源利用率
向下咱们通过虚构节点联合 ECI 实现了 IaaS 资源免运维，那么向上如何聚焦业务逻辑呢？其实就是以利用为外围。
2、聚焦业务逻辑：以利用为外围
围绕利用来看，无非咱们要解这些问题：
- 利用部署
- 灰度公布
- 流量治理
- 主动弹性
- 可观测性以及利用的多版本治理
那么有开箱即用的计划去解吗？答案是 Knative。
3、Knative 是什么
Knative 是基于 Kubernetes 之上提供的一款开源 Serverless 利用框架，帮忙用户部署和治理现代化的 Serverless 工作负载，打造企业级 Serverless 平台。
Knative 具备如下劣势：
- 在几秒钟内建设可扩大、平安、无状态的服务。
- 具备更高级别 Kubernetes 利用形象的 API。
- 可插拔组件，让您能够应用本人的日志记录和监控、网络和服务网格。
- 在 Kubernetes 运行的任何中央都能够运行 Knative，无需放心供应商锁定。
- 开发者无缝体验，反对 GitOps、DockerOps、ManualOps 等。
- 反对常用工具和框架，例如 Django、Ruby on Rails、Spring 等。
Knative 次要包含 2 大外围模块：Serving 和 Eventing
Serving 提供了 Service 利用模型，反对基于流量的灰度公布、版本治理、缩容到 0 以及主动弹性。
Eventing 提供事件驱动能力。反对丰盛的事件源，以及用于事件流转、过滤的 Broker/Trigger 模型。
4、为什么是 Knative
那么咱们为什么抉择 Knative 呢？
依据 CNCF 2020 中国云原生调查报告，Knative 曾经成为 Kubernetes 上最宽泛装置的无服务器。
另外 Knative 社区近期也发动了一项统计：以后哪些云厂商或企业在提供或者应用 Knative。咱们能够看到，简直所有的大厂都反对或者集成 Knative, 如阿里云、谷歌云、IBM、Red Hat 等，并且大部分都提供了生产级别能力（Production），这些迹象表明越来越多的用户拥抱 Knative。
此外近期 Knative 已申请成为 CNCF 孵化我的项目，这无疑让 Knative 开发者为之兴奋。
5、Knative 落地挑战、应答与成果
从开源到产品化落地，必然会面对一些挑战。Knative 产品化落地次要面对如下挑战：
- 管控组件多，运维简单
- 0 到 1 冷启动问题
- 流量申请 1 对 1 散发
那么咱们如何来应答呢？
咱们提供组件托管，帮忙用户节俭资源及运维老本；当申请为 0 时，缩容到低规格保留实例，实现申请 0 到 1 免冷启动，做到老本可控；提供自研事件网关，做到流量的精准管制。
Serverless Kubernetes 落地实际
1、落地计划
联合上述介绍，向上通过 Serverless Framewok Knative 更聚焦业务利用，向下通过虚构节点缩小对基础设施的关注。这就是咱们 Serverless Kubernetes 落地计划：围绕 Kubernetes api, 下线集成云产品的能力，包含音讯事件、弹性容器实例以及日志监控等。向上通过 Knative 围绕利用为外围，提供事件驱动、主动弹性等能力等。
2、典型利用场景
最初咱们来看一下目前有哪些落地场景，典型的利用场景及行业畛域如图：
3、落地实际：异构资源，按需应用
(1) 客户痛点
用户心愿通过 Serverless 技术按需应用资源，节俭资源应用老本，简化运维部署。另外有 GPU 的业务诉求。心愿应用容器化的 Serverless，反对应用 GPU 资源，同时简化利用运维部署（尽可能少的操作 Kubernetes deployment/svc/ingress/hpa 等资源），IaaS 资源免运维。
(2) 解决方案
应用 Knative + ASK 作为 Serverless 架构。数据采集之后，通过服务网关拜访数据处理服务，数据处理服务依据申请量按需主动扩缩容。
4、落地实际：事件驱动，精准散发
某客户直播零碎反对用户在线互动。音讯数据的解决次要有以下技术挑战：
- 业务弹性稳定，音讯并发高。
- 互动实时响应，低提早。
客户抉择阿里云的 Knative 服务进行数据的弹性解决。利用实例数随着业务波峰波谷实时扩容和缩容，真正做到了按需应用，实时弹性的云计算能力。整个过程齐全自动化，极大的缩小了业务开发人员在基础设施上的心智累赘。
总结
咱们回顾一下本文介绍的次要内容：
首先介绍了为什么在 Kubernetes 提供 Serverless：
- Kubernetes 已成为云原生业界规范
- 面向规范 Kubernetes API 进行 Serverless 编程
而后咱们如何实现 Serverless Kubernetes：
- IaaS 节点免运维
- Serverless Framework (Knative)
最初介绍了 2 个落地实际场景：
- 异构资源，按需应用
- 事件驱动，精准散发
一句话：Serverless Kubernetes 基于 Kubernetes 之上，提供按需应用、节点免运维的 Serverless 能力，让开发者真正实现通过 Kubernetes 标准化 API 进行 Serverless 利用编程，值得关注。
