作者：汪照輝 王作敬

一、 摘要

容器技術(shù)應(yīng)用雖然越來越廣越來越深入，但大多數(shù)仍然只是基于開源做一些測(cè)試和驗(yàn)證工作?；趯?duì)容器平臺(tái)的應(yīng)用和研究，以及對(duì)開源技術(shù)的理解，詳細(xì)探討了容器云平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，提出“三視角、四層次、一閉環(huán)”設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)在于支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用的開發(fā)、托管和運(yùn)營(yíng)。（共兩篇詳細(xì)描述容器云平臺(tái)設(shè)計(jì)，這是第一篇）

二、 關(guān)鍵字

容器云、DevOps、微服務(wù)、三視角、四層次、一閉環(huán)

三、 背景

互聯(lián)網(wǎng)金融的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，給予傳統(tǒng)金融企業(yè)極大的壓力，被迫考慮轉(zhuǎn)型和調(diào)整?；ヂ?lián)網(wǎng)金融，關(guān)鍵點(diǎn)在于互聯(lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)思維、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)客戶……。先進(jìn)的思想引領(lǐng)先進(jìn)的技術(shù)，先進(jìn)的技術(shù)支撐先進(jìn)的架構(gòu)，先進(jìn)的架構(gòu)提升先進(jìn)的業(yè)務(wù)，先進(jìn)的業(yè)務(wù)更好的服務(wù)客戶、更多的贏得客戶！
對(duì)于我們傳統(tǒng)的金融企業(yè)，還存在傳統(tǒng)的思維、落后的技術(shù)。一項(xiàng)新業(yè)務(wù)從提出需求到立項(xiàng)、招標(biāo)、實(shí)施、上線，一年半載已經(jīng)過去了。最最關(guān)鍵的是，開發(fā)出來的系統(tǒng)功能可能已經(jīng)不是最初需求的樣子了，似是而非，一線員工不滿意，IT人員覺得委屈，客戶失望而流失。這種傳統(tǒng)的IT研發(fā)方式已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前變化的金融業(yè)務(wù)新局面發(fā)展的要求，亟待采用新思想新技術(shù)來支撐新的形勢(shì)。
我司在采用了Vmware技術(shù)完成IaaS（Infrastructure as a Service）虛擬化建設(shè)之后；考慮到IaaS虛擬化層僅提供了對(duì)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算資源的管理，無法提供對(duì)公司軟件、工具、中間件等的管理。按照云計(jì)算的三種類型 ，建設(shè)PaaS（Platform as a Service）平臺(tái)將有助于我們實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，同時(shí)提升敏捷開發(fā)能力，自動(dòng)化運(yùn)維能力。但PaaS平臺(tái)技術(shù)一直不成熟，存在諸多技術(shù)難點(diǎn)。隨著以Docker為代表的容器技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展并逐步成熟，使我們看到構(gòu)建基于容器技術(shù)的輕量化PaaS平臺(tái)——容器云平臺(tái)的可行性。
伸縮性或彈性是云計(jì)算的價(jià)值所在。IaaS解決了基礎(chǔ)設(shè)施資源層的彈性，PaaS層需要解決支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用的平臺(tái)的彈性，而SaaS（Software as a Service）服務(wù)則解決業(yè)務(wù)應(yīng)用的彈性。對(duì)于證券企業(yè)，每家企業(yè)都可能推出自己特色的業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)無法通過SaaS服務(wù)來獲取支持，需要證券企業(yè)自己去開發(fā)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)來支撐這些特色的業(yè)務(wù)。而應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用托管、應(yīng)用運(yùn)維能力是PaaS平臺(tái)的核心功能，構(gòu)建PaaS來快速支撐企業(yè)特色的金融業(yè)務(wù)是企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展和企業(yè)IT發(fā)展的要求?；诖?，在充分的調(diào)研和測(cè)試基礎(chǔ)上，選擇構(gòu)建以容器技術(shù)、分布式技術(shù)、容器編排調(diào)度技術(shù)為基礎(chǔ)的輕量化PaaS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開發(fā)、托管和運(yùn)維能力。

四、 容器云

容器云，是輕量化PaaS平臺(tái)的一種容器化實(shí)現(xiàn)方式。是基于容器技術(shù)、容器調(diào)度編排技術(shù)和支撐容器運(yùn)行操作系統(tǒng)技術(shù)、分布式技術(shù)上構(gòu)建的一種云計(jì)算平臺(tái)。

（一） 容器云適用場(chǎng)景

PaaS平臺(tái)提供應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用托管、應(yīng)用運(yùn)維的能力。容器云也重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)這些能力。因此實(shí)現(xiàn)資源管理、應(yīng)用管理、持續(xù)集成標(biāo)準(zhǔn)化交付、持續(xù)部署、持續(xù)監(jiān)控、持續(xù)反饋、持續(xù)改進(jìn)能力是容器云平臺(tái)需要考慮的需求。
證券行業(yè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景復(fù)雜，需求多樣，那么容器云可能適用場(chǎng)景有哪些？我們覺得可以從以下這些方面入手：

1. 環(huán)境一致性。容器平臺(tái)交付標(biāo)準(zhǔn)化的鏡像，通過鏡像倉庫使分發(fā)流程規(guī)范化，容器引擎使運(yùn)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化，而標(biāo)準(zhǔn)化的容器使調(diào)度管理標(biāo)準(zhǔn)化，這就提供了證券企業(yè)開發(fā)測(cè)試生產(chǎn)環(huán)境的一致性，對(duì)于自主研發(fā)能力和效率的提升會(huì)有極大的幫助。

2. 彈性伸縮能力。容器平臺(tái)最重要的特性和價(jià)值就是彈性。這也是采用微服務(wù)架構(gòu)部署微服務(wù)到容器云平臺(tái)的重要原因。如果僅僅是遷移原業(yè)務(wù)應(yīng)用到容器平臺(tái)而不能實(shí)現(xiàn)彈性伸縮，那就沒有什么價(jià)值。很多人強(qiáng)調(diào)云原生，也是在于云的彈性能力，這是滿足證券企業(yè)應(yīng)用和服務(wù)容量快速變化的要求。

3. 灰度發(fā)布能力?；叶劝l(fā)布多應(yīng)用于移動(dòng)App，移動(dòng)App發(fā)布頻率比較高，為了更快驗(yàn)證功能，需要導(dǎo)一部分實(shí)際的請(qǐng)求流量到新的版本測(cè)試確認(rèn)。在確認(rèn)沒有異常和缺陷之后，發(fā)布替換原來的舊版本；灰度發(fā)布也可以用于特定的用戶群體，不同的用戶群體所使用的版本不同，提供定向或?qū)ｍ?xiàng)服務(wù)，比如為某些大客戶提供某專項(xiàng)業(yè)務(wù)服務(wù)。這是證券個(gè)性化服務(wù)要求。

4. 構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施云計(jì)算平臺(tái)。云計(jì)算提供各種云服務(wù)，云服務(wù)可以看作是一種資源。不管IaaS、PaaS、或SaaS，都是提供資源服務(wù)。利用容器構(gòu)建PaaS平臺(tái)提供開發(fā)、測(cè)試、部署、運(yùn)維等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)服務(wù)。這是證券企業(yè)統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的需要。

5. 基于基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)使用微服務(wù)架構(gòu)重構(gòu)業(yè)務(wù)應(yīng)用。有了統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，就可以方便的構(gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用。以微服務(wù)架構(gòu)開發(fā)的業(yè)務(wù)應(yīng)用具備天然的云原生屬性，跟容器平臺(tái)融合統(tǒng)一，相輔相成。有了基礎(chǔ)平臺(tái)、有了服務(wù)架構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)的統(tǒng)一，很多遺留系統(tǒng)和單體應(yīng)用需要逐步的重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)服務(wù)中臺(tái)能力。這是證券企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。

容器云平臺(tái)說到底只是工具，最終還是要服務(wù)于企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的。容器云平臺(tái)是來承載業(yè)務(wù)應(yīng)用的，所以應(yīng)用管理才是容器云平臺(tái)能力的核心，所有的能力都是圍繞應(yīng)用管理來建設(shè)的。不管容器云平臺(tái)的資源管理，容器云平臺(tái)的多租戶隔離機(jī)制，以及容器云平臺(tái)的安全、監(jiān)控、日志等組件，都要圍繞應(yīng)用管理來建設(shè)的。

圖1 應(yīng)用管理為中心

（二） 容器云的價(jià)值

基于容器輕量、標(biāo)準(zhǔn)、彈性等特性的容器云平臺(tái)提供了相應(yīng)的能力。容器云平臺(tái)可以構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境、敏捷的工具鏈流程、快速的彈性擴(kuò)展能力等。

1. 提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。首先容器云平臺(tái)提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境的一致性。所有業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)打包為鏡像運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)化的容器中。標(biāo)準(zhǔn)化為業(yè)務(wù)應(yīng)用全生命周期管理帶來了便利和敏捷。

2. 提供敏捷的研發(fā)部署運(yùn)維流程。容器云平臺(tái)交付和交換標(biāo)準(zhǔn)化的鏡像來實(shí)現(xiàn)持續(xù)集成和持續(xù)部署等流程的自動(dòng)化和敏捷，提升了開發(fā)效率。

3. 提供便利的彈性擴(kuò)展能力、可用性。容器云平臺(tái)的彈性是其核心價(jià)值之一，非常適合變化迅速、請(qǐng)求流量難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、業(yè)務(wù)生命周期短等場(chǎng)景。

4. 利用API網(wǎng)關(guān)可以方便的實(shí)現(xiàn)服務(wù)治理能力。API網(wǎng)關(guān)是容器云平臺(tái)重要的一個(gè)組件，其擔(dān)負(fù)著業(yè)務(wù)應(yīng)用的安全屏障職責(zé)，是實(shí)現(xiàn)訪問控制、安全檢查、限流限額、路由轉(zhuǎn)換、過濾熔斷等非業(yè)務(wù)邏輯能力的關(guān)鍵層次，也是在容器云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)微服務(wù)治理能力的核心組件。

5. 基于容器云平臺(tái)和微服務(wù)架構(gòu)構(gòu)建企業(yè)服務(wù)中臺(tái)。容器云不只是滿足于支撐互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和移動(dòng)應(yīng)用的彈性需求，基于微服務(wù)的架構(gòu)，我們可以逐步把單體應(yīng)用的組件逐步的分離出來，比如日志服務(wù)、監(jiān)控服務(wù)、權(quán)限服務(wù)、認(rèn)證服務(wù)、配置服務(wù)、短信服務(wù)、微信服務(wù)、郵件服務(wù)、告警服務(wù)等等，這些服務(wù)分離的越多，在實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)就越省時(shí)省力。逐步可以建立起支撐整個(gè)公司業(yè)務(wù)應(yīng)用的服務(wù)中臺(tái)能力。構(gòu)建服務(wù)中臺(tái)才是采用容器云和微服務(wù)的核心價(jià)值所在。

（三） 容器云的不足

容器云有很多優(yōu)點(diǎn)，但我們也要認(rèn)識(shí)到容器云也有不足。一枚硬幣有正反兩面，一件事物有其優(yōu)點(diǎn)也必有其缺點(diǎn)，需要辯證全面的看待它。
首先容器云適合無狀態(tài)、輕量、彈性的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，它不太適合笨重的應(yīng)用服務(wù)，比如WebSphere、Oracle DB，就不適合。不要拿容器當(dāng)虛擬機(jī)用，容器不是虛擬機(jī)。試想一個(gè)鏡像十幾 G甚至幾十G大小的文件，如何去打包分發(fā)部署？一次部署的代價(jià)有多大？
其次容器是弱安全的，所以在容器云平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要考慮盡可能的減少不安全接觸面，盡量隔離潛在不安全操作。比如限制容器終端命令交互方式。安全有時(shí)可能會(huì)犧牲一些性能。

五、 容器云平臺(tái)設(shè)計(jì)

容器云平臺(tái)是為了承載企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)的，業(yè)務(wù)應(yīng)用管理是其核心能力。云計(jì)算很重要的一個(gè)特性是多租戶，每個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用都可能是一個(gè)租戶，每個(gè)租戶關(guān)注的是自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用。比如建設(shè)的客戶中心可以是一個(gè)租戶，服務(wù)中心是一個(gè)租戶。但是這些業(yè)務(wù)應(yīng)用需要云計(jì)算資源，這些資源是在云平臺(tái)上統(tǒng)一來維護(hù)的。另外還有就是要構(gòu)建這些業(yè)務(wù)應(yīng)用需要的DevOps工具鏈和標(biāo)準(zhǔn)化交付流程等。這里就涉及到多租戶應(yīng)用管理的租戶視角，容器云平臺(tái)資源管理等的平臺(tái)管理員視角，以及標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)應(yīng)用鏡像交付流程標(biāo)準(zhǔn)化交付視角三個(gè)視角。另外基于對(duì)容器云的橫向?qū)哟卫斫猓覀儗⑷萜髟破脚_(tái)劃分為4層：基礎(chǔ)設(shè)施資源層、基礎(chǔ)設(shè)施資源調(diào)度層、平臺(tái)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。再者基于DevOps的持續(xù)集成、持續(xù)部署、持續(xù)發(fā)布、持續(xù)監(jiān)控、持續(xù)反饋、持續(xù)改進(jìn)的需求（服務(wù)和應(yīng)用全生命周期管理），定義整個(gè)DevOps鏈路為一個(gè)閉環(huán)。基于這些探索，我們把容器云平臺(tái)能力歸納為“三視角四層次一閉環(huán)”，簡(jiǎn)稱“三縱四橫一回路”。

圖 2 容器云平臺(tái)架構(gòu)

開源雖然免費(fèi)，但離真正的生產(chǎn)就緒 還有很長(zhǎng)的路要走，這也是我們重新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)容器云平臺(tái)架構(gòu)的原因。我們將在下篇文章中詳細(xì)討論容器云平臺(tái)“三視角四層次一閉環(huán)”設(shè)計(jì)思想。