容器平台建设方案

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一、概述

随着蓬勃发展，业务规模的不断扩张、功能不断增多，用于支撑业务运行的系统和基础设施也日趋庞杂，企业需要采购越来越多的物理服务器，投入越来越多的人员保证系统的正常运行，同时系统的故障率也快速攀升，运行效率却呈下降趋势，这些都成为要面对的挑战和困难。

' G9 ^, t7 g" H9 |1 l" S2 r/ Y+ [! ~4 m基于云原生的容器技术，在很大程度上可以解决上述问题。容器云平台通过建成以Kubernetes为中心、容器技术为基础的高度自动化、智能伸缩的应用部署及运行环境的容器云管理平台，为业务系统可提供容器管理、自动化持续集成与交付、弹性伸缩、微服务治理、负载均衡管理、自动化运维、大规模集群调度等能力。
5 c! f' Z7 S. \" `; ~二、背景及意义

* t1 f3 u7 K2 Q9 p: R（一）背景

# U1 ^2 J: k, |+ B  \3 k; e+ ^& w- g传统架构的系统服务在性能、效率方面存在瓶颈，无法快速满足业务需要和市场响应。在资源集约化管理方面，需要通过云计算服务实现资源的动态池化管理、应用集成复用，以达成降本增效，减少重复建设、资源浪费的问题。

& {, Z  T! i6 e: M% p# b（二）建设意义
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2 O) U9 ^$ e& {) Z基于云原生的容器云平台实现对应用、服务、镜像、集群的统一管理，从而实现测试、开发和运维的一体化流程统一，做到云计算容器层和基础设施层联动上下层之间深度集成，方便资源的调度做到运维开发一体化，上层开发环境自动化、模块化、容器化，交付的应用更加轻量级，提高交付速度和质量，对服务进行细粒度监控和日志告警等；另一方面在平台上能够更加灵活快捷地迭代更新，满足快速高效的需求。
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三、项目重点解决问题及主要创新点
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* `5 p8 Z1 @) q( J$ V（一）项目重点解决的问题

1.同一系统的各类环境差异大。
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出于历史原因，应用配置和环境经常会耦合在一起，版本迭代发布过程中，很难保证开发、测试、生产环境始终是保持一致的，随着版本迭代次数的累加，环境问题会越来越多，因环境差异对业务的影响也会成线性增长。
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2.资源利用率低，交付时间长。
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基于虚拟机、物理机部署的应用，环境搭建周期较长，在开发、测试过程中会存在大量的资源空闲。业务复杂性带来了应用的复杂性，而应用与资源是成正比的。

5 r% y8 f9 k4 S* W8 T* j3.传统版本部署方式。
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' g: o$ K5 U+ k1 F3 `! Q/ L& V. l传统的Web应用版本升级时多数都采用整体部署方式，存在应用在升级版本时需先停止服务,遇到问题版本回退、紧急修复耗时较长，影响业务作业、用户体验。

' B: K8 N# o1 |! F（二）项目主要创新点
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0 Y# V5 [: U$ m/ r" H平台以业务场景作为出发点，结合云原生发展趋势及行业现状，从理念、设计、管理三方面实现了以下创新：

! M, I6 u! G6 `8 d- i1.基于云原生的建设体系。以基础设施服务（IaaS）、平台服务（PaaS）、软件服务（Saas）为模型，以自动化部署、自动化运维、自动化交付为目标，建设一个有持续交付能力、高度自动化的研发运维一体化平台。

2.智能统一的运维管理。平台可为相关业务系统支撑服务提供一键部署、服务扩展、实例伸缩、服务发现、负载均衡等能力。提供了监控告警、日志查询、资源报表等运维管理模块。
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3.丰富的DevOps模块。根据业务场景自主开发；兼容了多种代码管理工具，涵盖了编译、构建、部署、质量门禁、滚动升级、自动回滚、SQL脚本发布、服务健康状态检查、消息通知、定时触发等一系列功能，既提升了代码质量、版本发布效率，也降低了运营成本。
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4.安全合规，审计审核。生产与测试环境物理隔离、网络隔离，生产环境编译强管控；审计方面，平台已实现了操作日志全覆盖，审计日志中可记录用户名、IP地址、修改时间、修改内容等信息，高危操作待指定人员、系统管理员审核后才会生效，进一步提高了平台的安全性。
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: D! h8 C5 I, v2 ~5 i5.易扩展、松耦合。平台所有组件都采用容器化方式部署，容器的多实例配合健康检查、弹性伸缩机制，使得平台层已具备了高可用、自愈特性；各个组件之间完全解耦，便于为应用提供更有效和灵活的服务。

3 A1 J  O5 L3 m, \: j四、项目主要建设内容
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（一）架构设计

" f- j9 m# N* i  j平台包括六大模块：联邦集群、容器服务、交付中心、中间件服务目录、DevOps、运维中心，每个模块包括对应的主要功能点，系统的整体功能架构如下图：
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图1 容器云平台功能架构

（二）建设内容

5 ]8 J; Y0 U9 X' P3 y平台提供多种管理功能及服务：

1.统一集群
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! C4 ], R: p0 \实现了单一集群统一对多个Kubernetes 集群的管理。支持同时部署应用到多个集群（联邦集群）。特性如下：
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1）在多个集群之间分散工作负载，提升应用服务的可靠性；

2）在不同集群中，能更快速更容易地迁移应用服务；

+ i+ q2 l" m+ r3）跨集群的服务发现，服务可以就近访问，以降低延迟；

4）实践多云(Multi-cloud)或混合云(Hybird Cloud)的部署。
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5 ~! d5 i: l' _$ V1 H5 I5 j2.容器服务
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支持类型多样的容器调度设置，如：通过设置主机亲和性可将容器调度到指定的主机上运行；支持Flannel、Calico等多种主流的容器网络模式；支持对接不同类型的存储资源。

2 d0 A+ u3 a( K6 k支持以应用为中心的容器应用管理模式，让应用部署和底层服务器资源解耦，业务方只需关心应用本身，无需考虑底层资源，大大加快了应用部署上线的速度。秒级的弹性伸缩，用户可以设置每个服务的弹性策略，根据资源负载变化，自动调整实例数量，最大限度保障业务连续性，更好地服务敏捷开发、微服务化等场景。
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# o" u' m* Z/ F; |0 q( X8 d3.交付中心

& r2 N0 V/ F7 q! e/ O3 P: |用于管理、维护镜像版本，其特点是支持保存文件、镜像，也支持与第三方仓库对接。支持镜像模版创建，通过保存的应用模版可视化创建应用，大大地降低了模板的配置门槛。
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; s: g; }% M+ A- F! H3 s. G! H4 s. v4.中间件服务目录

提供了数据库、中间件、缓存和流程管理等应用，支持再制定集群资源池，一键部署启动对应的应用，通过部署好的服务目录内应用，提供对应的操作管理，支持启、停、删除等操作。
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5.运维中心

涵盖了资源监控、操作审计、日志管理、告警配置等功能，具备以下特性：
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% h* c4 P5 t6 h9 y( n$ ^1）对计算、存储、网络实时监控与告警，帮助项目组合理使用基础资源；

2）细粒度的操作审计记录，支持形成报表；

3）支持多维度的日志管理，标准日志与采集日志统一管控，并支持日志清理功能；
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4）提供自定义的监控面板，保证多维实时有效监控数据。
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7 [3 a0 v) Y7 U( q- s五、项目效果
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平台已经建设公有云、私有云等多个集群，接入集团、财险、寿险、养老险、健养等子公司下的22个核心业务系统，部署了近2000个服务，近3000个实例。提高了业务运营效率，提升了服务化IT治理能力，满足业务对于IT系统高可用、高性能、灵活扩展的需要,支持大家保险业务的发展，确保IT应用的部署架构以可持续发展的模式演进。
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9 U9 R. k: P8 B9 [0 x六、总结与展望

本项目解决了企业在技术架构转型、部署架构转型、运维管理转型中遇到的痛点问题。部署在平台上的系统在监控、告警、运维、版本发布等方面都得到了一体化保证。在新浪潮技术发展下，拥抱变化、跟随变化，不仅仅是技术上的转变，更多的是职能的转型，传统的单一技术工程师往全栈技术工程师转变，只懂流程的运维岗已经被自动化、敏捷、技术岗位所替代。
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% T+ Q8 b. w/ v2 B" n! Z展望未来，容器云平台将在大家保险集团的公有云、私有云、混合云的建设中发挥更大作用，为整个集团的深刻转型提供强大基石。

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原生的容器云平台以其高效稳定、快速响应的特点，相对于传统架构，可以帮助企业更好的应对业务规模的不断增长

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容器云平台的建设不是一蹴而就的：
/ Z; s! Y# S+ ?5 u( r    首先我们需要建设一套稳定、可靠、合规的容器云平台；
2 B8 w# N9 b5 ]. Q    其次我们要对传统架构进行改造，应用、中间件、数据库都要进行容器化改造；
    最后我们将不得不升级技术栈，更好的拥抱云原生，为平台的稳定运行保驾护航；

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高效稳定、快速响应的特点，相对于传统