Kubernetes 网络、监控技术全面解读

目前主流的Kubernetes监控方式通过Prometheus，通过Grafana展现。

通过Prometheus监控Kubernetes，通过Grafana展现，图来源：grafana.c

从上面的介绍可以看出，Kubernetes在网络、服务状态、监控方面有各种解决方案，每种解决方案可以说都有优缺点。笔者最近参加了UCloud的TIC大会，现场听了UCloud优刻得实验室负责人叶理灯关于Kubernetes的一个分享，叶理灯的分享干货很多，比如基于RBAC实现账号管理隔离，有状态和无状态服务的管理。笔者特别关注了UCloud在Kubernetes网络和监控解决方案的独到之处，和大家分享下。

三、KUN和UK8S网络和监控几个厉害的玩法

叶理灯介绍了UCloud基于Kubernetes打造的内部容器云平台(简称KUN)和针对外部用户的容器管理服务UK8S。KUN的主要实现方法之一是K8S+Docker，通过Docker提高运维部署效率和运维环境的一致性，通过K8S实现跨可用区容灾和Auto Scaling能力，从而实现高可用、在线升级、自动扩缩、负载均衡、日志查看、资源监控等多种功能。而UK8S可以让用户直接在上面部署、管理、扩展容器化应⽤，⽽⽆需关⼼Kubernetes集群⾃身的搭建及维护等运维类⼯作。UK8S完全兼容原⽣的Kubernetes API，以UCloud私有⽹络为基础，并整合了ULB、UDisk、EIP、VPC等云产品。

1. UK8S网络特点-连放五个大招

UK8S在网络上有五个大招，全面支持IPV6，实现了容器云和现有公有云的无缝融合，并且在性能和云主机一致：

• UK8S全面支持IPV6，并且能够做到核⼼基础⽹络⽆需修改，underlay，Pod与集群外部互通。
• ⾃研CNI插件，与VPC⽹络深度集成
• 利⽤SecondaryIP，API实现IP管理
• ⽆overlay，性能与云主机⼀致
• Pod⽹络可与物理云托管云直接互通

令人印象深刻的是，UCloud自研的CNI(Container Network Interface)插件，使UK8S拥有与云主机等同的网络性能(目前最高可达10 Gb/s，100万pps)。

2. 一站式Kubernetes服务(UK8S)打造

在管理服务方面，UK8S支持完全的容器化和微服务化，可以确保所有管理服务全部运行在内部KUN平台上，基于KUN的API对服务模块进行动态管理;一个集群对应生成一个Watcher，容易进行横向扩展;基于Watcher+Redis缓存的方式，保证用户在控制台获取集群信息的速度足够快，相当于用K8S管理K8S。

托管方面，采用“UK8S+托管物理机”的模式可以合理利用存量物理资源，且无需运维管理UK8S集群以及部署外部负载均衡，业务高峰可随时扩容集群，帮助用户有效利用存量IT资源。例如，Master节点部署在共有云上，Node节点分为公有云和托管云两部分，两个区的网络实现了互联互通等。

例如：元年科技CTO 杨熠提到：“使用UK8S，开发者可以像使用普通云服务器一样迅速搭建K8S环境。在享受K8S带来的便利的同时，能够让开发人员集中注意力在业务实现的细节，而不必在基础架构搭建上浪费太多的精力。UCloud为此提供的专业、快速的服务和响应机制帮助我们成功的将整个环境从自建K8S平滑迁移到UK8S。”

3.KUN监控特点介绍

UCloud KUN的监控系统方案基于Prometheus构建，Prometheus部署于K8S集群中，使用HostPath存储数据、Metrics采集，使用 Alert Manager 聚合报警，调用 Monitor Manager 提供的 Web Hook;自研 Monitor Manager 可以实现告警信息的发送，发送渠道包括邮件和微信，告警组管理、互相监控探测功能、报警收敛;使用 Grafana 实现 Web 可视化。

笔者总结KUN监控有两个企业用户特别关心的点：

• ⾃研 Monitor Manager：实现告警信息的发送，发送渠道包括邮件和微信，告警组管理，互相监控探测功能，报警收敛。
• 监控系统⾼可⽤：冗余部署每个 AZ 下运⾏⼀个 Prometheus，各个 Prometheus 独⽴运⾏，采集同样的数据;每个 AZ 下运⾏⼀个 Alert Manager，每个 Alert Manager 接受两个 Prometheus 的消息，他们之间互为 peer，去除冗余报警。

为了实现监控系统的高可用，UCloud采取了冗余部署方案，Monitor Manager 部署在 K8S集群之外，跨AZ部署互相监控;通过微信和听云从外部对 Monitor Manager 进行监控;Prometheus 配置DeadMansSwitch 规则，实现一个永远触发的告警，MonitorManager 对其进行检测，当较长时间没有收到报警时，说明监控告警系统不工作了，发出告警;Grafana 使用 PVC 进行配置文件的存储。

4. 一个终极厉害的玩法

因为UK8S在网络上能够做到和公有云全面融合，还可以有一个厉害的玩法--平滑迁移。因为Pod具有与VM等同的⽹络待遇，让VM与容器混合部署成为可能，也让业务迁移到K8S更简单。

总结：使用UK8S，就是抓住未来

Kubernetes已经发布整整5年了，但是Kubernetes还在飞速发展，丝毫没有停下来的迹象，相反还在不断攻城略地，Kubernetes就是现在明显能抓住的未来。在Kubernetes落地过程中，网络和监控面临很大挑战，也有很多解决方案。UCloud在云计算方面有将近十年的技术积累，推出的UK8S托管方案，如利剑出鞘，斩断任何容器难题，让用户轻松步入容器时代，使用UK8S，就是抓住未来。

（编辑：核心网）

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