DockOne技术分享（十九）：畅谈PaaS
【编者的话】PaaS(平台即服务)是云计算中的一个火热的话题，本次分享跟大家聊聊PaaS，特别是PaaS的三个典型代表：CloudFoundry、Docker和Kubernetes，包括一些技术性和非技术性话题，希望更加全面地帮助大家了解PaaS。
PaaS的前世今生
我们所熟悉的云计算分为3个层面：IaaS(基础架构即服务)、PaaS(平台即服务)，SaaS(软件即服务)。与SaaS相比,PaaS和SaaS的概念相对较新，也是最近几年云计算领域的集中发力点，像Amozon, 微软，谷歌，阿里云, 还有很多初创公司都推出了IaaS和PaaS产品。
下面一张图比较经典的比较传统IT、IaaS和PaaS:
目前市面上有很多PaaS平台，我自己认为可以分为3个阶段
- 第一代PaaS，比如Google App Engine, SAE.这是最早期的PaaS，当时并没有PaaS这个概念，但是他们做的事情，现在看来是包含在PaaS范围内的。
- 第二代PaaS,比如CloudFoundry, Openshift.这是各大IaaS流行之后，顺势推出的PaaS, 并且迅速发展。
- 第三代Paas，比如Kubernetes。这是在Docker火爆之后，利用Docker的特性构建出许多PaaS，这些PaaS更加灵活，更加适应企业，逐渐成为PaaS的主力，我想也是在座各位很多人正在做的方向。
接下来给大家说明下刚才提到的几个典型的项目,CloudFoundry、Docker和Kubernetes，从中就可以看到几代PaaS进化的技术驱动力。
CloudFoundry
Cloud Foundry是VMware于2011年推出的业界第一个开源PaaS云平台，后来分拆出Pivotal公司进行接管，2014创立Cloud Foundry基金会，希望吸引更多的公司参与，而不是Pivotal一家独大。
现在说的Cloud Foundry是V2架构，它的结构图如下：
- Router：路由模块，所有的数据面和管理面请求都通过Router进行分发。
- UAA/Login Server: 鉴权模块。
- NATS: 消息总线，CloudFoundry内部组件的通信主要通过NATS进行通信。
- Cloud Controller(CC):管理中心，负责应用的生命周期管理等等。
- Health Manager: 应用的健康监控状态。
- DEA: 应用的运行时节点，应用都是运行在DEA上。
- Warden: 容器管理模块，类似Docker，提供给应用容器运行环境。
- Service Brokers：用于适配对接各类的第三方服务，可以是各种关系数据库、中间件、缓存、云存储、内存数据库等各种服务。
- Metrics Collector/App Log Aggregator: 平台应用的日志和监控数据收集。
CloudFoundry推出以后逐渐得到了各大厂商的支持， 华为云，IBM BlueMix, HP Cloud和Dell云服务都采用了CloudFoundry作为基础，一时间成为PaaS的代表。那么CloudFoudry的优势有哪些呢？
- 开源、开发的架构
开源是趋势，CloudFoundry顺应了趋势，自然可以吸引大批的开发者和公司参与其中。同时CloudFoundry是一个开发的架构，定义了一套标准，可以扩展多种框架、语言、运行时环境及应用服务，支持运行在云平台IaaS上。
- 运维智能化
运维能力是PaaS最最最最最重要的能力，这绝定了PaaS的成功与否，如果PaaS无法提供强大的运维支持，为什么我要把应用托管在PaaS，我需要看日志和监控，我需要经常升级应用等等，IaaS可是提供了相当灵活的处理机制。CloudFoudry在这方面做出了很多努力，提供应用的容错容灾，弹性伸缩，负载均衡，安全控制，监控日志的收集汇总等等。
- 容器
这里不得不提容器技术，容器的快速，隔离的特性是非常适合PaaS的需求的，CloudFoundry中开发了Warden组件来实现容器管理，实际上Warden和Docker类似，只不过CloudFoundry当时并没有专注于容器这一块，Warden在易用性和设计上都不如Docker，自然被Docker抢了风头。
CloudFoundry最大的问题是它只能支持简单的Web类应用: 应用只能暴露一个HTTP端口，应用之间通信也只能通过HTTP等等，这是因为CloudFoundry一开始的设计模型是比较简单的，很多复杂场景应该是没考虑的，目前V3架构Diego正在开发中，应该有这方面的考虑。
总之CloudFoundry最为第二代PaaS的代表，它在运作，架构和技术上相比第一代PaaS都有一定的提高，在云计算大潮中引领了PaaS的发展，但是PaaS一直处在一个不温不火的尴尬程度，使用PaaS绝大多数是开发者个人的玩票性质，真正使用的企业用户其实很少。接下来Docker登场。
Docker
Docker 是 PaaS 提供商 dotCloud 开源的高级容器引擎，Docker自2013年以来非常火热，2014年就已经火得没有朋友了。PS 这里有篇文章讲Docker的由来的,蛮有趣的 http://www.oschina.net/news/57838/docker-dotcloud ，有点无心插柳柳成荫的意思。
关于Docker的好处，现在有许多文章都会说明，这里我讲将个人的理解：
像很多文章提到的Docker快速敏捷（启动，停止都是以秒或毫秒为单位的），隔离轻量级（不添加额外的操作系统），这些实际上是Linux内核提供的能力，Docker是沿用了这些特性，像CloudFoundry的Warden也有这些能力,
Docker最大的创新点在于Docker Image的设计，下面是张Docker Image的层次图，分层的文件系统，一层层地搭建出一个完整的容器运行环境：
这样一来，我们可以像乐高玩具一样搭建各式各样的镜像，同时Docker提供了一整套镜像存储方案（Docker Registry），可以非常方便地获取想要的镜像，然后快速地启动运行，而不必像以前那样安装各种麻烦的依赖软件。
Docker更像个微创新者，但是解决了最大痛点，像Warden只解决了应用运行的问题，而Docker解决了应用的发布，构建和运行，创建了很多想象空间，所以基于Docker衍生出了很多新的解决方案，特别是PaaS，即第三代的PaaS, Kubernetes是其中最具代表性的一员，最后讲一下Kubernetes。
Kubernetes
Kubernetes是Google开源的容器集群管理系统。它构建Ddocker技术之上，为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等整一套功能，本质上可看作是基于容器技术的micro-PaaS平台。
关于Kubernetes的技术分析可以参考我的系列文章： http://dockone.io/people/wulonghui ，这里不做展开。
因为Docker解决了应用编译构建的问题，所以Kubernetes架构上就可以专注在容器编排，服务发现等等运维相关特性上，像CloudFoundry就是花了很大精力在应用编译构建上，集成了BuildPack，各种文件传输，效果其实不是特别好。
PaaS的价值不是在帮你编译打包上，而是在于节省运维成本。
Kubernetes的设计模型我认为有几个好的地方
1.Label的设计： Pod、Service、Replication Controller之间的是通过Label进行关联，这是一种轻绑定的方式，可以方便地组合业务，做灰度升级等等
2.网络模型: Kubernetes采用扁平化的网络模型，每个Pod都有一个全局唯一的IP(IP-per-pod),Pod之间可以跨主机通信，相比于Docker原生的NAT方式来说，这样使得容器在网络层面更像虚拟机或者物理机，复杂度整体降低，更加容易实现服务发现，迁移，负载均衡等功能。
Q&A
问：开源势必引入安全问题。Cloud Foundry的安全保护机制？
答：Cloud Foundry对于应用有个安全组的特性，可以控制应用容器的访问。但是实际上能力不强，容器安全这块一直是被担心的地方。
问：Cloud Foundry的DEA,即应用的运行时节点，是虚拟的操作系统么？Warden对底层的操作系统有和要求？Warden如何实现的隔离性？
答：DEA是个服务，其实还是linux系统 Warden对内核有要求，实现原理和Docker类似。
问：va/spring/web 应用很容易在Docker/Kubernetes环境运行，如果要迁移到CF，工作量大吗？
答：CF V2工作量应该挺大，V3的话因为支持DOcker，所以还好
问：关于K8S中flannel和weave两者哪个更适合生产环境
答：这个我最近正在分析，感觉flannel和weave都还不成熟，推荐ovs
问：docker既然是namespace隔离的，就算不安全应该也影响不是很大吧？
答：其实如果你清楚原理，很容易进入到容器环境中的，没办法，安全是个大问题
问：K8s可以实现应用的自主迁移吗
答：目前没有Pod迁移的API
问：cloud foundary中监控部分有插件机制么
答：支持导入到各种第三方监控系统
问：Pod直接通信需要开通隧道么？换句话说他们之间是如何实现通信的？
答：容器跨主机的通信，是对docker的增强，像flannel,ovs等
问：PaaS的三个典型代表：CloudFoundry、Docker和Kubernetes，最近的DaoCloud、灵雀云、时速云等以Docker为核心提出了新的CaaS概念。CaaS和PaaS都使用了Docker，Kubernetes等技术，您是怎么理解PaaS和CaaS的？
答：CaaS容器即服务，我的理解就是PaaS,主不过主打这Docker容器，所以叫CaaS
问：docker在centos上使用devicemapper，据说容易使系统crash，对于其他的文件系统有没有推荐，brtfs和aufs哪个更好
答：aufs是内核不接受的，听说是因为代码太乱。
问：对于管理Docker这件事情，除了Kubernetes, openstack (IaaS阵营), YARN(Hadoop阵营)也开始发力，怎么看待这几者间的竞争？
答：没有任何技术是银弹，不同需求不同设计。当然大家都想占据制高点了，这就是运作了。
问：k8s现在具备auto scaling能力吗，比如应用响应时间变长，k8s可以自动扩容
答：没有
问：如果将flannel替换成ovs是不是也可以替换掉kube-proxy，如果是那会不会影响集群中SVC的使用
答：flannel/ovs和kube-proxy的作用是不一样的，可以看下 http://dockone.io/article/545
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
以上内容根据2015年9月1日晚微信群分享内容整理。
分享人吴龙辉，现任 网宿科技 高级运营工程师，致力于云计算PaaS的研究和实践，活跃于CloudFoundry,Docker,Kubernetes等开源社区，贡献代码和撰写技术文档。 邮箱： wulh@chinanetcenter.com / wlh6666@qq.com 。
DockOne每周都会组织定向的技术分享，欢迎感兴趣的同学加微信：liyingjiesx，进群参与，您有想听的话题可以给我们留言。
正文到此结束
- 本文标签： 端口 cat 开发者 IaaS Kubernetes 操作系统 IBM 产品 UI OpenStack App 阿里云 运营 Hadoop 数据库 基金 Google 智能 软件 src 编译 科技 安装 API CTO 插件 build web map 管理 空间 组织 企业 spring 负载均衡 安全 微软 时间 敏捷 Uber 云 ip centos PaaS 需求 谷歌 开源 linux VMware 集群 数据 代码 Docker 开发
- 版权声明： 本文为互联网转载文章，出处已在文章中说明(部分除外)。如果侵权，请联系本站长删除，谢谢。
- 本文海报： 生成海报一 生成海报二
热门推荐
相关文章
近期评论
-
666
-
文章和留言都翻到11页了 没有OOM
-
-
朋友，翻页到11页，及以后，会出现OOM，无法访问
-
-
-
-
版本号是多少，你可以下载哪个代码仓库，jdk选1.8 直接跑就行
-
-
Loading...
![[HBLOG]公众号](https://www.liuhaihua.cn/img/qrcode_gzh.jpg)
