随着容器化进程的加速，容器编排的需求也越来越强烈。而容器编排也经历了从Kubernetes、Mesos和Swarm三足鼎立到今天的Kubernetes一统江湖的局面。现在越来越多的公司选择基于Kubernetes来构建企业内部的私有云。本次分享将为大家介绍360搜索基于Kubernetes打造私有云的整体架构，以及遇到的一些问题和解决方案，希望可以使大家在打造私有云过程中少走一些弯路。
发展历程
快速迭代：提升上线效率，开发自助上线并可以快速回滚。
提高资源利用率：不用类型业务混布，充分利用机器资源。
360搜索从2016年开始探索基于Kubernetes打造公司私有云平台，由于当时Kuebrnetes对有状态服务支持力度有限以及历史遗留业务容器化难度较大，因此Kubernetes主要负责部署一些无状态的Web服务。
从2017年开始Kubernetes逐渐在私有云市场占据了绝对优势，已然成为容器编排的标准。同时Kubernetes对有状态的服务支持逐渐完善，我们开始完全基于Kubernetes打造私有云平台。目前已稳定运行上万台容器。
架构设计
下图是云平台整体架构。
网络
早期使用的是Flannel VXLAN网络模型，存在转发表项太多的问题。
后面Flannel优化，降低了转发表项。
接入方面使用ExternalIP边缘节点的模式，由iptables做nat。
后面做了dsr优化，回程数据包不走Flannel网卡。
Calico时代
由于集群规模扩张，同时公司基础网络也支持了BGP，所有集群都迁移到了Calico。
下图是Calico的通讯模式，去掉了vxlan造成的overhead。
IDC网络模型：
关于Calico的一些改造点：
服务器相同as号，方便部署
使用原有默认路由，ToR不向下宣告路由
聚合到27位路由，宣告给ToR
通过annotation实现32位路由
网络改造具体详见团队同事的文章:《容器网络——从CNI到Calico》。
存储
由于搜索有状态的业务较多，最早有状态的服务无法迁移，自己维护了一套Gluster集群，支持了很长一段时间业务存储。
后来公司存储团队提供了Ceph RBD和Cephfs存储服务，有状态的业务逐渐迁移到了Ceph。存储管理自己开发了Robin（即将开源，敬请期待）组件，用于管理RBD的image对象以及Cephfs的路径。
日志
目前我们的日志搜集方式是业务输出日志到std，Docker将std输出存放到日志目录，Kubelet通过软连的方式连接到/var/log/containers目录。
早期日志是Logstash统一到/var/log/containers目录下搜集，经过处理发送到Kafka，之后业务去Kafka消费或者直接进HDFS。但随着业务日志量的增加，Logstash耗费资源越来越多，日志积压也越来越严重，此时Filebeat功能已经逐渐完善，但缺少了一些解析Kubernetes资源的功能，于是我们自己扩展了一下Filebeat，自己实现了一个Kubernetes Processor，用于增加Kubernetes的相关标签，比如Deployment Name、Pod Name等。同时还做了一些性能优化，使得单机处理能力大幅提升。
具体可以参见我之前写过的博客:《Filebeat优化实践》。
Kubernetes虽然很强大，但并不是万能的，要打造一个简单易用的云平台仅仅有Kubernetes是远远不够的。比如：
Kubernetes配置过于复杂，直接让开发人员配置Kubernetes对象难度太高，而且也比较容易出错。
由于Kubernetes对权限管理并不完善，不同人员分配不同的权限实现比较困难。
Kubernetes想要快速回滚到历史版本比较困难，虽然Deployment保留了历史的RS对象，但是很难知道每个版本做了什么更改，想要快速回滚也比较困难。
此时，Wayne作为一个私有云平台的统一入口应运而生。
Wayne简介
Wayne是一个通用的、基于Web的Kubernetes多集群一站式可视化管理平台。内置了丰富多样的功能，满足企业的通用需求，同时插件化的方式可以方便集成定制化功能。
Wayne已大规模服务于360搜索，承载了公司绝大部分业务，稳定管理了上万个容器。
Wayne可以做什么？
可视化操作：提供直观、简便的方式操作Kubernetes集群，减小学习成本，快速上线业务。
多样的编辑模式：支持图形化编辑，也支持Json、Yaml两种高级定制化编辑模式。
微内核架构：采用可扩展的插件化方式开发，定制化选择特性功能，更方便的集成符合企业需求的新功能。
多集群管理：可以同时管理多个Kubernetes集群，更方便的管理多个集群。
丰富的权限管理：将资源抽象化为部门、项目级别，角色的权限可以更细化的控制，适用于多部门、多项目的统一集中管理。
多种登录模式：支持企业级LDAP登录、支持OAuth2登录，支持数据库登录多种模式。
完备的审计：所有操作都会有完整的审计功能，方便追踪操作历史。
开放平台：支持APIKey开放平台，用户可自主申请相关APIKey并管理自己的项目。
多层次监控：提供多级别的监控统计信息，实时关注集群的运行状态。
为了方便用户在线查看日志及进入容器调试，Wayne集成了WebShell功能，用户可以查看Pod列表并且可以进入容器进行调试。
踩过的一些坑
原因：由于我们之前试用的是Flannel网络，Flannel挂了无法正常启动，会导致这台机器上的服务无法正常访问。
解决方案：需要监控Falnnel组件的状态，如果异常立即报警。
Deployment滚动更新过程中流量负载均衡异常，会出现丢失请求的情况。
原因：Pod Terminating过程中，有些机器的Iptable还未刷新，导致部分流量仍然请求到Terminating的Pod上，导致请求出错。详情参见：
https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/47597
https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/43576
Kubernetes1.9之前Apiserver挂掉之后Kubernetes Endpoints不更新，导致部分访问失败。
原因：Kubernetes1.9之前只要Apiserver启动成功Kubernetes Endpoints便不再更新，需手动维护。
解决方案：升级到Kubernetes 1.10版本后设置 –endpoint-reconciler-type = lease Use an endpoint reconciler (master-count, lease, none)
Iptables莫名丢弃syn包。
原因：这个是nf_conntrack设计时对性能的权衡，使用rcu锁，导致snat可能获取到重复的local port，然后丢弃报文，上面是内核中一些函数调用链，具体代码不展开了。
解决方案：有两种缓解方式。
增加local ip数量，降低冲突概率
snat中local port选择增加随机过程，实际上centos内核模块有这个功能，只是centos7上iptables命令没实现，可以通过修改iptables代码，在netlink调用时加入NF_NAT_RANGE_PROTO_RANDOM_FULLY
未来发展方向
360搜索私有云平台在搭建过程中从很多CNCF项目中收益，本着取之开源，回馈开源的精神，我们决定将Wayne平台开源，并且会持续开发和长期维护。考虑到目前官方Dashboard并不太好用，而且不支持多集群和多租户管理。相信Wayne的开源会给很多人带来收益。
项目地址：https://github.com/Qihoo360/wayne
服务更多业务迁移
目前私有云平台服务容器仅有上万个，还有大量业务没有迁移上云，之后会加大力度协助适合的业务迁移到云平台。
Q&A
Q：如果新老业务存在相互调用，新老业务不在同一个虚拟网络中，之间网络如何打通？rpc呢？
A：统一使用LVS VIP调用的，集群内部可以使用SVC域名访问。
来源：Docker
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