Kubernetes上的分布式系统

五月 28, 2022 3 分钟阅读时长 Tech

分布式系统不仅仅是运行时，还是开发时、构建时、运维时；分布式系统需要4个方面的能力，包括生命周期的管理、网络通讯能力、资源绑定能力以及有状态逻辑的处理。

系统的生命周期能力，我们需要一个可靠且全自动化的打包和部署、回滚、健康检查。能够实现应用在不同节点的分发，且资源隔离、扩展、配置可管理。这些能力就是第一位的基础。

网络的连接能力是分布式系统的第二要素。可靠韧性的连接到其他的服务，无论集群内还是集群外，分布式系统预期有服务发现、负载均衡等能力。同时由于不同的流量策略，需要具备流量转移的能力。服务的韧性在网络方面体现在超时重试、断路器等。围绕网络还要有安全保障，足够的监控、追踪和可观察性。

分布式系统的有能力与不同的API和端点交互，即资源绑定与其协议不同的数据格式交互，甚至从一种数据格式到另外一种数据格式的转换。对于消息数据的点对点pub/sub交互，以及数据的过滤，数据的路由；

关于依赖状态的开发人员抽象，分布式系统需要有工作流的管理能力，管理长进程以及短周期的调度任务，依赖分布式缓存，需要具有幂等性和支持回滚。这些均需要考虑系的同内部的已有状态的处理，依赖于开发人员的抽象。

技术架构的演进从单体到微服务再到云原生架构；

按照业务领域进行划分出现了微服务，容器和Kubernetes是管理这些微服务的优秀平台。Readiness和Liveness探测在kubernetes对于容器的生命周期管理至关重要，一个是确定应用在启动期间何时可以接受外部流量，一个是检查服务的健康状况；

LivenessProbe，判断容器是否存活running状态，如果不健康会kill后重启处理；
ReadinessProbe，判断容器服务是否可用ready状态，ready后的pod才接受来自外部的数据。Service同Pod Endpoint之间的关联关系基于该Pod的Ready状态进行设置；

Kubernetes 可以启动你的应用；它可以将其关闭，然后在不同的节点上移动它。为此，你必须正确执行平台在应用启动和关闭期间告诉你的事件。围绕声明式部署，声明资源需求，部署策略，应用程序同时需要执行来自环境的事件（健康检查、应用就绪度等）；实现整个部署的资源隔离、配置管理、故障隔离；

Kubernetes中的Pod有两个约束：

Pod的部署会确保所有的容器均在同一个节点；各个容器间可以通过localhost进行通信，也可以通过其他的类似文件共享/IPC机制等；
Pod中的容器生命周期可以不同，分为Init容器和应用容器，Pod启动时，Init容器按顺序一个一个运行，仅前一个成功后一个才运行；应用容器是并行运行的，在整个Pod生命周期中运行；

K8s内部依赖调谐循环来确保状态和声明一致，将期望的状态驱动到与实际状态。