8月19日的數(shù)人云線下Meetup，微軟中國有限公司創(chuàng)新技術(shù)合作事業(yè)部技術(shù)顧問趙文婧，從容器、虛擬機(jī)、微服務(wù)等方面為大家分享了Azure云平臺容器技術(shù)服務(wù)，以下是本次分享的實(shí)錄。
容器VS虛擬機(jī)
容器和虛擬機(jī)作為虛擬化技術(shù)，為我們提供了一個(gè)隔離的、獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，但兩者最大的不同之處是容量具有輕量級的優(yōu)勢，上圖可以看到，每個(gè)虛擬機(jī)內(nèi)部都有完整的操作系統(tǒng)，但一個(gè)主機(jī)上運(yùn)行的多個(gè)容器是共享Linux內(nèi)核的，容器和虛擬機(jī)的不同之處可以分為以下幾點(diǎn)：
- 操作系統(tǒng)：虛擬機(jī)有完整的操作系統(tǒng)，容器共享內(nèi)核。
- 體積：虛擬機(jī)包含完整的操作系統(tǒng)，才創(chuàng)建過程中要給其分配一定量的內(nèi)存去支持運(yùn)轉(zhuǎn)，所以虛擬機(jī)比容器的體積更大，消耗資源更多。
- 啟動：在啟動虛擬機(jī)的過程當(dāng)中要從操作系統(tǒng)去啟動，因此啟動較慢，而容器的啟動時(shí)間是秒級的。
Docker是容器技術(shù)發(fā)展過程的重要變革，其ICON實(shí)鯨魚馱著非常多的集裝箱，這些集裝箱即容器，它帶來的主要變革有：提供了一套標(biāo)準(zhǔn)化的流程，可以用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的借口去將自己的應(yīng)用進(jìn)行鏡像打包，然后在不同的平臺上部署和運(yùn)行，Docker的寓意是碼頭工人，而它在我們部署運(yùn)行的過程中起到的是綠色遷移作用。
若把容器遷移過程想象為以集裝箱為核心的運(yùn)輸體系，那概念之間可以這樣對應(yīng)：容器是集裝箱，云服務(wù)提供商是裝載集裝箱的港口，云服務(wù)商提供一些IaaS的服務(wù)可以理解為裝載集裝箱的拖船，同時(shí)在進(jìn)行部署運(yùn)行的過程中有一套標(biāo)準(zhǔn)化的流程，可以將其看做裝運(yùn)流程。
隨著容器的不斷發(fā)展，可以看到可以看到容器在云平臺和物理機(jī)平臺會形成一個(gè)綠色遷移發(fā)展，總結(jié)了容器的這兩個(gè)非常重要特點(diǎn)之后，接下來看一下Azure都提供了哪些容器服務(wù)。
Azure Container Service
Azure提供最重要的容器服務(wù)名為：Azure Container Service，首先，對于云平臺來說，它提供的很重要的資源是Infrastructure，無需購買虛擬機(jī)配置分布式集群，云平臺提供了基礎(chǔ)的框架如Azure上提供的虛擬機(jī)，它也會有其自己的Scale Sets，這些虛擬機(jī)會根據(jù)需求擴(kuò)展VM的Sets，也會提供一些Availability Sts，幫助實(shí)現(xiàn)高可用。
有了基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu)，即可方便地在云平臺索取自己的一些計(jì)算機(jī)資源，在Infrastructure上，Azure Container Service提供了多種不同的編排工具，因?yàn)闃I(yè)務(wù)所用的容器是跨主機(jī)的，此時(shí)容器和容器之間需要進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理等，編排工具可以幫助實(shí)現(xiàn)跨主機(jī)容器應(yīng)用管理，Azure Container Service提供了三種主流的編排工具：Kuberntes、Swarm、DC/OS，可按需求自行選擇。
眾所周知，Kubernetes內(nèi)部具有一些非常復(fù)雜的資源類型，雖然它提供了很多重要的功能，但在使用時(shí)也會非常繁瑣，這里有一些工具可以幫助更好地使用Kuberentes，如DEIS這家公司的Helm和Draft。
Helm相當(dāng)于軟件包的管理器，類似于Linux上的Apt-Get或Yum，通過Helm可以自動獲取一些名為Helm Chart的軟件包去快速構(gòu)建部署Kuberentes集群上的應(yīng)用。
Draft能夠自動識別應(yīng)用的語言，幫助去寫Dockerfile和Helm Charts以及快速的構(gòu)建部署引用，同時(shí)，Kuberntes是谷歌根據(jù)多年的系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)做的編排工具，Kuberentes的創(chuàng)始人后來也加入了微軟支持Azure。
之前說到的Infrastructure和以上編排工具都通過Azure的ARM模型進(jìn)行構(gòu)建，大家知道AWS有Cloud Formation，阿里云上有Resource Orchestration，類似于這種模板文件，Azure上有自己的ARM文件，可以用一些很簡單的輸入，通過ARM模板在Azure進(jìn)行部署，除了可以在Azure的Portal上或Azure CLI上去創(chuàng)建Azure Container Service，也可以通過ACS的Engine去創(chuàng)建，使用一些簡單輸入的定義文件用ACS Engine轉(zhuǎn)化為ARM模板，從而快速去創(chuàng)建部署，ACS Engine現(xiàn)在是開源在GitHub上的，用戶可以在其中快速更改自己的部署，從而進(jìn)行一些自定義的容器服務(wù)，我們也希望這些開源的代碼能夠?qū)ι鐓^(qū)做出貢獻(xiàn)，也幫助我們ACS的服務(wù)更快更好地發(fā)展。
微服務(wù)+容器化
之前了解了Azure Container Service提供的一些服務(wù)，下面再分享下微服務(wù)和容器化如何更好的結(jié)合，在集群部署的情況下，Azure Container Service在哪些方面起到相關(guān)作用。
首先，單體的應(yīng)用。在集群部署的過程中和容器化的應(yīng)用在集群部署的過程中有什么區(qū)別，提到微服務(wù)，簡單地說即應(yīng)用程序有多少獨(dú)立的組件，希望它們能夠獨(dú)立的進(jìn)行開發(fā)測試以及運(yùn)行，但假設(shè)一些單體的應(yīng)用向把它部署到集群上時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)高可用，將它在集群上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行部署，但對于容器化的應(yīng)用，可以把這些應(yīng)用拆分成多個(gè)獨(dú)立的組件，每個(gè)獨(dú)立的組件都能放在容器之中，為它提供一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，此時(shí)，當(dāng)應(yīng)用的模塊組件放在分布式集群這些節(jié)點(diǎn)上時(shí)，即可自動地去根據(jù)分布式節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源調(diào)整模塊分布的位置，假如在ACS部署了一個(gè)集群，ACS會幫助做一些負(fù)載均衡及網(wǎng)絡(luò)管理的設(shè)置，可以在容器集群上更好地部署容器化應(yīng)用。
DevOps
說到DevOps，目前很難給它做一個(gè)具體的定義，但其主要目的是在應(yīng)用開發(fā)測試以及運(yùn)行過程中做一個(gè)更好地銜接，使應(yīng)用更新能夠快速地進(jìn)行發(fā)布，從而提升提升效率，所以DevOps和容器的特性不謀而合。
通過容器技術(shù)可以達(dá)到一次編寫部署，在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)建敏捷的DevOps開發(fā)若把應(yīng)用構(gòu)建在云上，使用Azure上的容器服務(wù)，有一些工具可以使用如：Azure Container Registry，可以在它上面構(gòu)建私有的鏡像倉庫，其中存儲著Docker格式的鏡像，此倉庫可以與Azure Container Service提供的編排引擎進(jìn)行集成，如果想在Kubernetes集群上進(jìn)行應(yīng)用部署，可直接從這個(gè)鏡像倉庫中Push一個(gè)鏡像在上面運(yùn)行，這個(gè)Push下來的過程即可直接寫在Kubernetes相關(guān)的部署文件當(dāng)中。
鏡像倉庫是可以和Docker的鏡像倉庫兼容的，所以如果使用的是Docker工具，也可以進(jìn)行無縫遷移，同時(shí)在Azure上使用容器化服務(wù)以及一系列持續(xù)集成工具鏈包括Visual Studio Visual Studio Team Service以及Visual Studio Code，通過一系列的集成工具鏈即可構(gòu)建版本代碼庫，同時(shí)進(jìn)行人員分配的管理調(diào)度，達(dá)到更好的持續(xù)集成、持續(xù)交付概念。
Demo：用ACS服務(wù)運(yùn)行應(yīng)用
接下來會為大家用比較多的時(shí)間演示Demo：在ACS上創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)，并運(yùn)行應(yīng)用。
第一步:創(chuàng)建ACS的服務(wù)
有兩種方式：1、在Portal里面進(jìn)行創(chuàng)建，2、在Azure的CLI里面進(jìn)行創(chuàng)建。首先，這是Azure的Portal，進(jìn)到里面創(chuàng)建Azure Container Service，可以自定義服務(wù)名稱，因要使用Kubernetes，我定義這樣一個(gè)名字，選擇資源組，接下來定義Master節(jié)點(diǎn)的屬性，可以看到很多編排工具可以選擇，選擇Kubernetes，重新再來看下，最上面可以選擇三種不同的編排引擎，接下來我們會定義Master節(jié)點(diǎn)的用戶名，然后用SSH的Key去登錄我們的Portal。
將SSH的Key生成完畢后，直接粘進(jìn)去，下面是在創(chuàng)建服務(wù)時(shí)需要一個(gè)服務(wù)主體，之前已經(jīng)創(chuàng)建好了，使用它的ID和密碼，這里可以設(shè)置Agent節(jié)點(diǎn)的數(shù)量以及設(shè)置VM的Size，我們確認(rèn)信息，然后即可創(chuàng)建Kuberentes的集群了，同樣還有另外一種方法可以進(jìn)行Azure的CLI里，用Az Acs Create 這樣的命令來創(chuàng)建自己的集群，那么在這里我們可以指定我們的編排引擎，接著指定我們要將集群放在哪個(gè)資源組里面。
在Azure平臺里，其實(shí)都是通過資源組去管理服務(wù)，比如服務(wù)需要什么樣的計(jì)算資源，都會統(tǒng)一放在某個(gè)資源組里，此時(shí)，讓不需要這項(xiàng)服務(wù)即可刪除整個(gè)資源組，然后去刪除這些服務(wù)，下面定義節(jié)點(diǎn)的VM Size以及SSH Key的這些選項(xiàng)，進(jìn)入Portal里看下之前創(chuàng)建好的Kuberntes集群，可以看到這已經(jīng)定義了Agent Master這樣一些節(jié)點(diǎn)，還包括一些負(fù)載均衡以及網(wǎng)絡(luò)的組件，進(jìn)到Cluster里面看下它的組成：一個(gè)Agent Pool，VM Size VM Count顯示等，其實(shí)只要一些很簡單的輸入，即可快速地在Azure上創(chuàng)建一個(gè)ACS服務(wù)。
第二步:測試?yán)討?yīng)用程序的本地鏡像部署和運(yùn)行
接下來將一個(gè)WEB的應(yīng)用部署在集群中，首先將WEB的應(yīng)用在本機(jī)上進(jìn)行鏡像的打包和運(yùn)行，從這個(gè)地址Clone一個(gè)應(yīng)用，確認(rèn)Dockers是正在運(yùn)行著的，查看本機(jī)上有哪些Docker鏡像，可以看到目前還沒有，接下來用Docker Compose這個(gè)命令去創(chuàng)建有關(guān)應(yīng)用的所有進(jìn)項(xiàng)，它會讀取Docker Compose文件，進(jìn)到Docker-Compose文件里查看，定義了兩個(gè)服務(wù)，包括Azure-Vote-Back和Azure-Vote-Front，Redis是數(shù)據(jù)庫的服務(wù)，Azure-Vote-Front是前端的投票應(yīng)用服務(wù)。
在創(chuàng)建的過程中，會Push一些基礎(chǔ)鏡像擴(kuò)，包括Nginx這個(gè)正在Pull下來的WEB Server鏡像，還有數(shù)據(jù)庫的鏡像，生成應(yīng)用自身的鏡像，完畢后，可以看到本地現(xiàn)在有三個(gè)鏡像，此時(shí)有兩個(gè)容器正在運(yùn)行，包括數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用，再來確認(rèn)下Docker Compose的文件中所確定的應(yīng)用，本機(jī)和容器之間的端口映射，可以看到，進(jìn)到本機(jī)8080端口可以運(yùn)行WEB應(yīng)用，這是一個(gè)投票軟件，會在這個(gè)WEB上面進(jìn)行投票，而后數(shù)據(jù)庫會對這些投票進(jìn)行記錄，此應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)在機(jī)器上運(yùn)行成功，下面會將這個(gè)應(yīng)用部署到剛才創(chuàng)建的集群上面。
第三步:創(chuàng)建Azure Registry并將應(yīng)用鏡像Push進(jìn)去
在將應(yīng)用Push到集成之前，首先需要創(chuàng)建一個(gè)Azure上的容器注冊表，即創(chuàng)建屬于自己的鏡像倉庫，可以看到鏡像倉庫已經(jīng)創(chuàng)建完成，可以使用其中的Login Server和Password進(jìn)行登錄，現(xiàn)在需要獲取此進(jìn)項(xiàng)倉庫的密碼，成功后在本地登錄到鏡像倉庫中，將之前創(chuàng)建的鏡像Push到進(jìn)項(xiàng)倉庫中，在此之前，需要用Docker Tag命令為鏡像打一個(gè)標(biāo)簽，之后用Docker Images確認(rèn)，這是為了下次在進(jìn)行應(yīng)用更新時(shí)的版本控制。
現(xiàn)在把鏡像Push到剛才創(chuàng)建的鏡像倉庫中，在Push的過程里會不斷地顯示Push的階段，成功后進(jìn)到Azure的CLI中查看已經(jīng)Push成功鏡像的List，此時(shí)顯示了剛才大號標(biāo)簽的鏡像已經(jīng)Push到鏡像倉庫中。
第四步:用Kubectl連接到Kubernetes集群并在集群上運(yùn)行應(yīng)用
可以看到在這個(gè)應(yīng)用下載的例子中，有一個(gè)定義Kubernetes部署的文件，那么在這個(gè)文件中定義了不同的Deployment和不同的Service，可以在這個(gè)文件中寫清自己的部署，然后利用此文件創(chuàng)建Kubernetes的部署。
將這里使用的鏡像更換成之前在鏡像倉庫中Push進(jìn)去的鏡像，更換鏡像倉庫的Loginserver，然后會用Kubectl Create的命令根據(jù)剛才所看到的的部署文件去創(chuàng)建部署和服務(wù)。
現(xiàn)在創(chuàng)建了WEB應(yīng)用的部署和一些Service，接下來即可Get剛才創(chuàng)建的Service，然后同時(shí)用Watch參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，獲得IP后，即可將Watch關(guān)掉，進(jìn)入External的IP里查看應(yīng)用的運(yùn)行情況。
第五步：為集群做擴(kuò)展
進(jìn)入此IP后，即可看到UI界面，部署完應(yīng)用后，如何給集群做擴(kuò)展？有兩個(gè)方面：包括Kubernetes的單元Pod擴(kuò)展，也包括集群節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展，依次來看一下：
Kubernetes里面的Pods的情況，現(xiàn)在給Azure-Vote-Front進(jìn)行擴(kuò)展，用Kubectl Scale的這個(gè)命令擴(kuò)展副本數(shù)是5個(gè)，擴(kuò)展完成后再用Kubectl Get Pods這個(gè)命令進(jìn)行查看，此時(shí)Azure-Vote-Front就變成了需要的5個(gè)量，可以在更多的量上去做自己的應(yīng)用計(jì)算資源的應(yīng)用，接下來看一下剛才部署文件中它其實(shí)是設(shè)置了有關(guān)請求的CUP的量，M其實(shí)指的是一千分之一核這樣的一個(gè)單位，請求CPU量為250M現(xiàn)在在500M之內(nèi)，可以根據(jù)CPU的使用率去進(jìn)行后面的擴(kuò)展。
定義CPU的Pescent是50，即當(dāng)CPU的使用率超過50%時(shí)，可以給它達(dá)到10個(gè)Azure-Vote-Front Pods的情況，可以通過這樣一個(gè)命令來查看已經(jīng)設(shè)置過的自動擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，除了在Kubernetes的Pods做這樣一個(gè)擴(kuò)展，還可以在VM的Count這個(gè)層面上去做一個(gè)擴(kuò)展，可以設(shè)置New-Agent-Count這個(gè)數(shù)字為4，此時(shí)會從剛才的3個(gè)Count編程4個(gè)Count。
第六步：應(yīng)用更新后的快速發(fā)布
最后一步會為大家分享如何進(jìn)行應(yīng)用更新后的快速部署和運(yùn)行，進(jìn)到剛才下載下來的應(yīng)用，進(jìn)入U(xiǎn)I定義文件，將剛才的Cats和Dogs更改成其他的單詞，讓它可以顯示在UI上，以表示更新。完成后仍之前提過的Count應(yīng)用重新給應(yīng)用進(jìn)行打包鏡像，成功后此時(shí)將應(yīng)用以一個(gè)新的標(biāo)簽來傳到剛才的Registry里，顯示剛才的Count結(jié)果，定義Count為4，此時(shí)編程了新的VMcount，相當(dāng)于在Cluster理有4個(gè)可用的VM。
把剛才更新好的應(yīng)用重新打一個(gè)標(biāo)簽：V2，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)定義成功，接下來把打好標(biāo)簽的鏡像Push到之前創(chuàng)建好的鏡像倉庫中，可以看到其實(shí)有一些內(nèi)容已經(jīng)存在了，這是剛才擴(kuò)展后的情況，對這個(gè)更新好的鏡像進(jìn)行重新部署，它提示這個(gè)鏡像已經(jīng)更新成功，重新看到Pods的情況是有一些已經(jīng)進(jìn)行更新了，從最右邊的Age來看Pods的存在時(shí)間，下面重新Get Service來去查看這個(gè)應(yīng)用的運(yùn)行結(jié)果，登錄到這個(gè)響應(yīng)的IP里去查看一下。
可以看到現(xiàn)在選項(xiàng)已經(jīng)編程了White和Black，從進(jìn)行應(yīng)用更新到快速在集群上部署運(yùn)行，只需要很短的時(shí)間即可進(jìn)行。
今天給大家介紹的內(nèi)容主要是有關(guān)Azure Container Service上面的容器化應(yīng)用。謝謝大家。
