作者：劉大鵬（雨鏡）

前言

云原生的時代已經(jīng)到來，云原生技術(shù)正在重塑整個軟件生命周期，阿里巴巴是國內(nèi)最早布局云原生技術(shù)的公司之一。

容器服務(wù)團隊在過去的幾年時間內(nèi)幫助很多用戶成功把業(yè)務(wù)云原生化并遷移上云，其中有現(xiàn)在已經(jīng)是我們 TOP10 的大客戶，也有需要在國內(nèi)開展業(yè)務(wù)的海外用戶，有些是從其他云廠商遷移過來的用戶，有些是從 IDC 里遷移上云的用戶，而且越來越多的用戶開始咨詢?nèi)绾螌ψ约旱膽?yīng)用做云原生化改造、如何把業(yè)務(wù)平滑地遷移到云上。每個用戶的業(yè)務(wù)場景都是不同的，有些差異化的業(yè)務(wù)場景對容器平臺也有一些定制化的需求，我們在幫助這些用戶落實遷云方案的同時也在不斷思考如何把這些案例中共性的東西做一些沉淀，總結(jié)出一些優(yōu)秀的解決方案、最佳實踐以及開發(fā)一些工具來幫助用戶快速完成遷云的這件事情。這些解決方案、最佳實踐以及遷云工具就是今天這篇文章想要分享的內(nèi)容。

在幫助用戶落實遷云方案之前，我們首先必須要回答至少 3 個問題：

（1）ACK（阿里云容器服務(wù) Kubernetes）如何能保證用戶業(yè)務(wù)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和靈活性；

（2）如何設(shè)計遷云方案把業(yè)務(wù)平滑地遷移到 ACK；

（3）應(yīng)用如何做進一步改造來適配 ACK 提供的更強大的擴展能力。

ACK 如何保證用戶業(yè)務(wù)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和靈活拓展性

首先，ACK 是以阿里云可靠穩(wěn)定的 IaaS 平臺為底座的，有最大的彈性化與低廉成本和全球化接入的優(yōu)勢；其次，ACK 本身處于阿里云的安全體系架構(gòu)之下并從基礎(chǔ)設(shè)施到容器運行時環(huán)境對容器集群有全維度的安全加固；過去幾年我們很好地支撐了成百上千家大小企業(yè)的業(yè)務(wù)運行，有海量用戶經(jīng)驗總結(jié)并經(jīng)過雙 11 驗證；除此之外。ACK 是在標準的 Kubernetes 基礎(chǔ)上，對與用戶息息相關(guān)的能力做了大幅提升，用戶完全不需要擔(dān)心會被某一家廠商綁定。

在我們過去幫助用戶業(yè)務(wù)上云的案例中，絕大部分是自建 Kubernetes 集群遷移到 ACK 集群，與自建 Kubernetes 集群相比較，ACK 在成本、彈性、IaaS 高度融合、性能、安全加固以及實踐經(jīng)驗等方面都有非常巨大的優(yōu)勢。

另外，ACK 與阿里云的所有 region 保持一致，除了國內(nèi)多個區(qū)域開服外，在東南亞、中東、歐洲、美東美西等地域都有開服，完全可以滿足用戶開展全球業(yè)務(wù)的需求。

整體遷云方案設(shè)計

用戶業(yè)務(wù)整體遷云的方案設(shè)計會涉及到集群規(guī)劃、數(shù)據(jù)搬遷、監(jiān)控切換、日志切換以及最終的生產(chǎn)流量切換或并網(wǎng)操作。

遷云到 ACK 需要做涉及到哪些組件、搬遷哪些數(shù)據(jù)、切換哪些服務(wù)等，都是需要需要在遷移上云之前設(shè)計好的。

首先需要做集群規(guī)劃，用戶需要根據(jù)自己業(yè)務(wù)場景的不同來選擇不同的機器類型，比如 CPU 機器還是 GPU 機器，比如虛擬服務(wù)器ECS還是神龍裸金屬服務(wù)器等等。

其次網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃這部分會涉及到容器集群基礎(chǔ)設(shè)施選擇 vpc 內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)還是經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)，集群內(nèi) pod 之間進行通信模式是 flannel 模式還是 terway 模式等。

再次在容量規(guī)劃這部分，用戶可以根據(jù)自己的成本以及預(yù)算規(guī)劃一個可滿足初期業(yè)務(wù)正常運行的容量即可，隨后可以配置動態(tài)擴縮容隨時彈縮集群規(guī)模。

第四在安全防護提升這部分，有基礎(chǔ)架構(gòu)安全比如設(shè)置合理的安全組規(guī)則，有鏡像安全比如使用私有鏡像并定義鏡像安全掃描，Kubernetes 應(yīng)用安全管理比如設(shè)置不同服務(wù)間互相訪問的網(wǎng)絡(luò)安全策略等。

第五在監(jiān)控切換這部分相對于用戶自建 Kubernetes 會更加全維度和立體，從基礎(chǔ)設(shè)施到容器運行時監(jiān)控一應(yīng)俱全，并可根據(jù)閾值設(shè)定觸發(fā)報警通知；用戶一般也會把自建的日志收集方案切換成阿里云上企業(yè)級的日志產(chǎn)品 SLS。

第六在數(shù)據(jù)遷移是非常重要的一部分，這些數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、容器鏡像等，我們會對接阿里云上企業(yè)級的產(chǎn)品以及遷移工具來完成數(shù)據(jù)的遷移，目的是為了保證數(shù)據(jù)遷云的可靠性、安全性。目前備份中心支持云下數(shù)據(jù)到云上 ACK 的遷移，您可以使用備份中心來完成應(yīng)用及數(shù)據(jù)到 ACK 的遷移。

最后在應(yīng)用改造主要涉及的內(nèi)容包括鏡像地址的更新、服務(wù)暴露方式的優(yōu)化以及存儲盤掛載方式的更新適配。另外需要提供一個滿足用戶快速迭代上線產(chǎn)品的 CICD 方案。以上各個組件調(diào)試完畢后，我們就可以進行一部分生產(chǎn)流量的切換。

以上是從集群規(guī)劃到生產(chǎn)流量切換便是用戶業(yè)務(wù)遷移上云所需要涉及到的總體幾個步驟。

我們提供了一個企業(yè)容器化生命周期模型，這個模型是根據(jù)時間階段和用戶側(cè)各個業(yè)務(wù)角色來劃分的，比如業(yè)務(wù)架構(gòu)師角色需要關(guān)心的是業(yè)務(wù)上云能給公司帶來什么價值，在 TCO 和場景上會帶來哪些優(yōu)化，云平臺在安全性以及計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)能力上是否能滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)需求；IT 架構(gòu)師負責(zé)規(guī)劃當(dāng)前業(yè)務(wù)需要的集群容量和規(guī)模以及網(wǎng)絡(luò)選型等問題，剩下的就是系統(tǒng)管理員與應(yīng)用管理員把遷云方案的各個細節(jié)落實下來。這個模型的主要核心關(guān)注點是讓用戶的業(yè)務(wù)上云后能更穩(wěn)定、成本更低、效率更高。

全棧遷云架構(gòu)思路分兩種，一種是整體遷移，一種是平滑遷移。整體遷移是指用戶應(yīng)用全部遷移上云后，各個組件調(diào)試完畢、測試驗收通過后，可以整體切換生產(chǎn)流量到線上集群，待線上集群上的業(yè)務(wù)穩(wěn)定運行一段時間后再下線原有環(huán)境。平滑遷移是指用戶可以使用線上 ACK 集群納管線下節(jié)點，或者線上集群與線下集群混合組網(wǎng)對外提供服務(wù)，逐步改造業(yè)務(wù)組件上云后將原有環(huán)境下線。這兩種方式相比，整體遷移更簡單，平滑遷移響度復(fù)雜但對業(yè)務(wù)影響小，所以也需要根據(jù)用戶的實際場景做選擇。

容器化整體遷云這部分還有兩個小場景，一個是用戶從自建 Kubernetes 集群遷移到 ACK，此場景下用戶的應(yīng)用已經(jīng)做了很大一部分的云原生化改造，遷移工作相對來說會簡單些，還有一部分用戶的應(yīng)用是傳統(tǒng)應(yīng)用，直接運行在虛擬機或者裸金屬服務(wù)器上，沒有做過任何云原生化的改造，對于這部分場景，我們也提供了相關(guān)工具或方案幫助用戶進行云原生化的遷云改造，比如使用 derrick 項目可以自動檢測源碼項目類型并生成 Dockerfile 和用于應(yīng)用部署編排的 yaml 文件。

為了幫助用戶提高遷云的效率，我們也在持續(xù)積累和開源一些遷云工具及產(chǎn)品。比 ack-image-builder 為用戶提供創(chuàng)建 ACK 集群節(jié)點自定義鏡像的模板并通過校驗?zāi)K檢查自定義鏡像是否滿足 ACK 集群要求；sync-repo 能夠幫助用戶快速完成容器鏡像批量遷移至 ACR（容器鏡像倉庫服務(wù)）; 備份中心為無狀態(tài)或有狀態(tài)應(yīng)用的備份、恢復(fù)與遷移提供了一站式的解決方案，特別是對混合云，多集群的有狀態(tài)應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用遷移能力，能夠幫助用戶快速把其他云廠商或者自建 Kubernetes 集群下的完整應(yīng)用及 PV 數(shù)據(jù)遷移至 ACK 集群，并支持豐富的云下存儲類型。

通過備份中心來實現(xiàn)已有 Kubernetes 集群遷移的主要步驟如下：

在線下 Kubernetes 創(chuàng)建集群（例如，Rancher 集群），將線下集群接入注冊集群。具體操作，請參見創(chuàng)建注冊集群并接入本地數(shù)據(jù)中心集群；

云上通過 ACK 創(chuàng)建托管版集群，部署備份服務(wù)組件；

云下納管集群（即注冊集群）安裝備份組件，并通過備份中心備份線下集群的應(yīng)用及 PV 數(shù)據(jù)，具體操作，請參見創(chuàng)建備份任務(wù)；

在云上 ACK 集群中，通過備份中心使云下應(yīng)用和數(shù)據(jù)的備份，在云上進行恢復(fù)。

在數(shù)據(jù)搬遷部分，可靠遷移是關(guān)鍵。目前備份中心支持的云下存儲類型為：

• 數(shù)據(jù)中心本地塊存儲 SAN、Ceph OBD 及本地盤 LVM 等。

• 數(shù)據(jù)中心文件系統(tǒng) HostPath、NFS、NetApp、GlusterFS 及 CephFS 等。

• 數(shù)據(jù)中心本地對象存儲 Ceph S3 等。

通過備份中心，可以將云下 Kubernetes 應(yīng)用及 PV 數(shù)據(jù)遷移到 ACK 集群，實現(xiàn)順利云原生化改造。

數(shù)據(jù)、應(yīng)用遷云完成后，需要進一步適配監(jiān)控、日志等組件，待各個組件調(diào)試完畢通過驗收后，可以使用智能 DNS 進行生產(chǎn)流量的切割。

應(yīng)用改造和優(yōu)化

對于應(yīng)用改造和優(yōu)化這部分，Kubernetes 到 Kubernetes 的場景下，需要優(yōu)化的是去適配自動擴容等自建 Kubernetes 不具備的那些能力，在傳統(tǒng)應(yīng)用遷移到 ACK 的場景下，這部分的工作量會更大些，所以我們針對這個場景也輸出了一些方案，比如類似于異地多活的方案，我們把用戶傳統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，通常是虛擬機或者裸機環(huán)境集成到線上 ACK 部署的 Istio 網(wǎng)格中，逐步改造應(yīng)用直至業(yè)務(wù)全部切換到線上 ACK 集群。

在應(yīng)用逐步改造的這個過程中，會涉及到應(yīng)用如何容器化、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境如何遷移以及數(shù)據(jù)遷移的問題，應(yīng)用容器化這個問題，我們可以使用SMC遷云中心來完成虛擬機轉(zhuǎn)換為容器鏡像的過程，網(wǎng)絡(luò)這部分可以通過 iptables，External，CoreDNS PrivateZone 等方式對 IP 地址 DNS 域名做處理，保持原先的邏輯 IP 和域名不變，并通過 Istio 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬路由和可觀測性的管理。

案例和總結(jié)

最后列舉的是部分遷云案例，其中有對高性能網(wǎng)絡(luò)有特殊需求的用戶，有做深度學(xué)習(xí)相關(guān)業(yè)務(wù)對大規(guī)模 GPU 機器有需求的用戶，也有要求裸金屬機型服務(wù)器的用戶等等。

以上這些不同用戶的不同業(yè)務(wù)場景在云原生化遷云方案的設(shè)計和落實上都有各自的差異性，不盡相同，需要結(jié)合 ACK 團隊沉淀下來的最佳實踐來快速做出評估和計劃，并借助已有的一系列遷云工具快速完成業(yè)務(wù)從線下遷移上云的過程。

其他

ack-image-builder 能夠幫助用戶制作符合 ACK 集群節(jié)點要求的自定義鏡像

sync-repo 能夠幫助用戶快速完成容器鏡像批量遷移至 ACR（容器鏡像倉庫服務(wù)）

跨集群恢復(fù) Kunbernetes 應(yīng)用備份中心能夠幫助用戶快速把其他云廠商或者自建 Kubernetes 集群下的完整應(yīng)用遷移至 ACK 集群

相關(guān)鏈接

1）ACK（阿里云容器服務(wù)Kubernetes）：

https://cs.console.aliyun.com/?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

2）derrick：

https://github.com/alibaba/derrick

3）ack-image-builder：

https://github.com/AliyunContainerService/ack-image-builder?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

4）sync-repo：

https://github.com/AliyunContainerService/sync-repo?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

5）ACR（容器鏡像倉庫服務(wù)）

https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances

6）備份中心

https://help.aliyun.com/document_detail/311759.html?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

7）Rancher集群

https://rancher.com/docs/rancher/v2.5/en/installation/?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

8）創(chuàng)建注冊集群并接入本地數(shù)據(jù)中心集群

https://help.aliyun.com/document_detail/121053.htm?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef#task-skz-qwk-qfb

9）創(chuàng)建備份任務(wù)

https://help.aliyun.com/document_detail/188780.htm?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef#step-sv1-55u-opd

10）ack-image-builder

https://github.com/AliyunContainerService/ack-image-builder?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

11）sync-repo

https://github.com/AliyunContainerService/sync-repo?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

12）ACR（容器鏡像倉庫服務(wù)）

https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances

13）跨集群恢復(fù)Kunbernetes應(yīng)用

https://help.aliyun.com/document_detail/188871.html?spm=a2c6h.12873639.0.0.2eb53cd3L9rbef

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的快速云原生化，从数据中心到云原生的迁移实践的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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