這是一個屬于容器技術的時代,放眼未來十年,企業容器化的浪潮亦將經久不衰。
企業為什么需要容器?
對于傳統企業而言,IT架構面臨著互聯網融合業務中海量用戶和快速迭代的巨大挑戰。隨著業務的擴展,應用系統的復雜性升級,版本迭代頻繁,如何保證軟件在運行環境發生變化后仍然能夠可靠地運行?容器很好地解決了這一問題。
歷經二十年,發展到“云”成為大眾基礎設施的今天,“容器“已經被習慣當做是現代軟件基礎設施的基本依賴。
無論“云”如何發展,“云”的價值都將回歸于應用本身。在企業云化的過程中,不僅需要升級基礎設施和平臺,應用也要摒棄傳統的設計方法,即從架構設計、開發方式到部署維護整個軟件生命周期都應基于云的特點設計,構建原生為云而設計的應用。這樣才能充分利用云平臺的彈性及分布式優勢,讓業務和應用在云上以最佳姿態運行。
從基礎架構地角度來看,容器技術帶來的可移植性能夠幫助開發者和企業更便捷地上云和遷云,讓應用在自有數據中心和云端實現動態遷移。隨著容器技術和云計算的計算、存儲、網絡的進一步融合,該技術將更加推動從傳統以基礎設施為中心,向以應用為中心的IT架構轉變。
在應用架構層面,容器可以方便地支持微服務架構實現應用的現代化,更加靈活的應對變化和彈性擴展。在軟件生命周期管理上面,它還有助于將DevOps等最佳實踐落地成可運用的標準化工具和框架,大大提升開發效率,加速迭代。
容器技術能夠以標準、高效的方式將“應用”快速交付到世界上任何一個位置,因而成為互聯網業務創新的基礎和底座,更是企業想要突破傳統,實現業務云化創新的一個必選項。
落地容器技術,企業面臨哪些挑戰?
縱觀容器技術的發展史,主流容器Kubernetes的崛起令人驚嘆。短短幾年時間內,它從一個由一群云原生開發者倡導的開源項目轉變為由云服務提供商推廣的標準運維平臺。那么,企業是否可以輕而易舉地引入這樣標準化的Kubernetes呢?
事實并非如此。
6月13日,由華為云與極客邦聯合舉辦的「企業容器化的痛點及解決思路」閉門會上,華為云基礎服務產品部解決方案首席架構師趙陽表示:
“雖然現在在社區、網站上能看到很多Kubernetes相關的成熟材料,依靠這些材料可以搭建出一套Kubernetes,但它離生產還差很遠。因為引入容器會帶來開發、測試、生產流程的變化,需要根據這種變化做適配。”
趙陽在分享中,提到了企業落地容器化的幾個挑戰:
- 現有的開源K8s容器技術在應對除MSA應用之外的傳統企業業務時,仍或多或少地存在著一些問題,典型如現有的容器網絡、存儲、監控、調度、運維、安全等。
- 開源K8s容器平臺在非功能性指標上與企業對IT基礎設施的要求之間所存在的GAP,典型如集群規模、數據面計算/網絡/存儲性能、多種企業組網模式支持、業務安全與權限管控模型、高可靠/高可用方案、集群資源利用率等。
- 開源K8s容器平臺在企業新業務場景下缺少相應的成熟解決方案,典型如邊緣計算、混合云多云、人工智能/深度學習、大數據應用等,割裂的基礎設施平臺層會增加企業IT運維與運營難度與成本。
- 容器是一套全新的技術體系,企業IT管理者還需要考慮落地過程中對企業現有研發與IT流程的沖擊、引入新技術方案的復雜度、對企業業務現有的SLA指標的沖擊、使用門檻與人員技能培訓等方面。

(趙陽在閉門會中的現場分享)
在容器時代,不能只看Kubernetes本身,其‘向上’和‘向下’的問題也很關鍵。
趙陽指出,“向上”是面向業務場景為用戶提供對接,其中的問題是容器并不能直接服務于業務,它還涉及到如何部署業務,如何做服務治理、調度、標準化分發和啟動等諸多層面。
“向下”,即容器與基礎設施相結合的問題。很多人覺得容器的性能并不如虛擬機或者物理機,這是因為容器本身的標準接口并沒有和各個廠商進行充分整合。容器如何與底層網絡存儲做更好的聯動,從而提供更高的轉發效率、更高性能及更高吞吐量,是一個挑戰。因此,可以看到頭部的幾家云廠商都在進行垂直整合,努力于“軟硬一體”。
華為云怎么幫助企業加速云化創新?
華為云作為 Kubernetes最早的采用者,從2014年起參與Kubernetes社區,在2015年CNCF云原生基金會初創時,華為云以唯一一家中國會員的身份加入其中。目前,華為云在Kubernetes社區的貢獻國內排名第一,同時也是全球首批 Kubernetes 認證服務提供商。
在深度參與容器技術發展的過程中,華為云也在整合自身超強的計算、存儲和網絡能力,也在針對容器技術應用痛點,將容器的商用化程度不斷推向新高。總體而言,華為云為解決行業問題,針對性地提出了三類解決方案:
1、將容器直接運行在裸金屬服務器上
該方案的核心是提出了“卸載”的理念,將網絡、存儲的虛擬化開銷、容器引擎開銷全部卸載到擎天系列卡上,極大提升了資源利用率、容器部署密度、單服務器的業務承載能力。
2017年,華為云在國內推出裸金屬容器,將容器直接運行在裸金屬服務器上,大幅提升了資源利用率和業務性能。三年后,該裸金屬容器方案基于華為云擎天架構升級為“零損耗“裸金屬容器解決方案。此方案引入容器全卸載、網絡硬件直通、動態ENI(彈性網絡接口)等新特性,相比第一代裸金屬容器,成本下降30%、網絡性能提升40%,滿足社交資訊、電商、在線教育等行業對容器極致性能和極優性價比的追求。
尤其在面對突發事件造成的流量沖擊時,如果現場啟動虛擬機拉起業務需要幾分鐘的時間,無法很好地應對雪崩式的入口流量,可能還會導致服務中斷或者用戶體驗變差。裸金屬容器服務則能實現真實秒級啟動。
其中,擎天架構由華為歷時八年打造,經500+專利加持、10萬+節點打磨,實現了“業界最早支持共享存儲的裸金屬服務器”、“業界首個千萬級PPS轉發實例”、“業界首家40G帶寬裸金屬服務器 ”等多項創新突破,提供硬核性能、極致穩定、多樣性算力、極優效能的云基礎服務,為華為云、華為云Stack、華為云邊緣提供一致體驗與一致生態。
2、混合云容器實現應用流量的全局服務治理
混合云容器方案的核心理念不是去建一個超級大的單級群Kubernetes(以免在生產上帶來很多額外的問題),而是基于Kubernetes官方社區的多云容器的方案集群聯邦(KubernetesCluster Federation),通過邏輯上集群聯邦的方式進行統一管理,實現單個自治與跨云的多集群統一管理。同時,華為云還在上層疊加 Service Mesh (服務網格)技術,實現應用流量的全局服務治理。
值得一提的是,Kubernetes官方社區的多云容器的方案集群聯邦(Kubernetes Cluster Federation),正是由華為云容器團隊于2015年引入社區并主導的。華為云將此發展為商用級別在業界推出。
首先,華為云混合云容器方案為用戶提供容器集群及云原生應用的跨云管理能力。基于容器提供的統一的軟件交付標準,應用與整個運行時環境分離,用戶可在多個云上的容器服務間隨意的遷移這些應用,解決云服務平臺供應商鎖定和單云場景的低可靠風險。
其次,通過使用Serverless架構的云容器實例CCI配合云容器引擎CCE,容器的秒級彈性機制可以快速的對不同云上的應用和資源進行彈性伸縮,可避免按照容量上限預留資源所帶來的浪費。
最后,混合云容器解決方案不僅提供公有云形態的容器服務,還支持與華為云Stack一同部署在客戶數據中心,并提供輕量化、可獨立部署的CCE敏捷版,搭建與部署更為簡單,也無須考慮大量的基礎設施的問題。
3、容器批量計算提升集群資源利用率
面對AI、大數據、視頻處理等特定計算場景,華為云還推出容器批量計算解決方案。趙陽提到:“在批量計算的場景中,我們在Kubernetes調度上做了一個感知上層業務的調度。”容器批量計算平臺的核心調度引擎Volcano提供多種高級調度策略如群集調度、網絡IO拓撲調度、多類型作業混合調度、異構資源(GPU/NPU)調度等,能夠有效提升整集群資源利用率。
5G之于容器,不斷突破創新邊界
華為云在容器技術領域不斷推陳出新,為互聯網行業企業提供強大的技術平臺支撐的同時,也在5G、云、AI等新型信息基礎設施中打造堅實的技術底座,降本增效,驅動企業數字化轉型及業務創新。
提到5G首先能想到的場景是直播、點播,直播、點播不得不提到轉碼相關的能力,還有邊緣云,主要包括包括邊緣管理、中央智能分析等場景。在閉門會中,各企業負責人也提出了幾個比較典型的場景:
1、企業跟運營商邊緣側合作,想把手機網絡無限接入應用并將其容器化。這個場景是在5GCU、DU分離控制和數據分離的場景中必須的。
2、共同處理器云上的虛機,比如說服務器上的GPU,通過5G或者加帶寬,能保證2K左右的高清。通過業內成熟的PCT的協議接UEP的傳輸,再加上邊緣設備的處理,能夠把云游戲大范圍推廣起來。
3、5G直播帶貨,如果使用虛擬網絡會有衰減,所以企業可以直接與底層云廠商網絡拉平,希望在容器上做,讓網絡不再是瓶頸。
從4G到5G本身是傳輸速率的變化,但這個變化并不是某一個方向,而是探索更多元、更大的可能性。在推動5G創新的過程中,華為云在寬利用率、降低門檻和低時延、體驗保障方面均有相關能力的輸出,并且擁有相關授權、專利,同時也在不斷探索與企業的創新合作,發現更多可落地場景。
聯合創新,把握時代先機
在新興技術與產業深度融合的過程中,技術層面的創新是遠遠不夠的,要切實解決技術和產業的復雜問題需要構建一個完整的生態。華為云順勢而為,推出“5G+X”聯創營,聚焦云、AI、5G,與互聯網技術創新型企業進行創新場景聯合打造和創新應用聯合開發,通過技術生態支持與企業品牌聯動,實現雙方共贏,推動 5G 的商用落地,豐富 5G 生態。

(6月13日容器化閉門會嘉賓合影)
華為云5G+X聯創營成立至今,已有越來越多的互聯網企業加入其中,開展不同層面的合作,真正實現跨越式發展。現在,華為云5G+X聯創營正在面向全國各行業技術管理者征集更多的力量,共建生態共贏圈。未來,還將繼續聚焦當下技術趨勢,挖掘企業痛點,持續舉辦5G+X創新活動賦能行業。