隨著云計(jì)算的快速普及，傳統(tǒng)企業(yè)越來(lái)越關(guān)注基于云計(jì)算的下一代IT架構(gòu)變革。回顧企業(yè)IT架構(gòu)演進(jìn)歷史，主要經(jīng)歷了“傳統(tǒng)孤島”、“x86+虛擬化”和“云化”三個(gè)階段。如果說(shuō)IaaS屬于云化的“初級(jí)”階段，PaaS和應(yīng)用資源池化就是云化的“進(jìn)階”階段。而今天故事的主角DCOS實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心級(jí)彈性伸縮，使它稱得上“深度”云化的發(fā)動(dòng)機(jī)了。

　　什么是DCOS呢？它是數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)（Data Center Operating System，簡(jiǎn)稱DCOS），是為整個(gè)數(shù)據(jù)中心提供分布式調(diào)度與協(xié)調(diào)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心級(jí)彈性伸縮能力的軟件堆棧，它將所有數(shù)據(jù)中心的資源當(dāng)做一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)來(lái)調(diào)度，可以視作這個(gè)大型主機(jī)的操作系統(tǒng)。表1給出了Linux OS與DCOS以基于Mesos為例的類(lèi)比。

　　DCOS平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)選型

　　在春節(jié)期間，太平洋保險(xiǎn)聯(lián)合上海天璣數(shù)據(jù)，采用DCOS平臺(tái)改造微信應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)支撐推出的“除夕夜搖紅包”、“初五迎財(cái)神”等系列活動(dòng)?；顒?dòng)期間DCOS輕松支撐高達(dá)每秒10萬(wàn)筆交易的業(yè)務(wù)高峰，僅除夕當(dāng)夜微信增粉量就超過(guò)1300萬(wàn)。

　　這次太平洋保險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估技術(shù)選型后，最終選擇了基于Mesos+Docker搭建DCOS平臺(tái)。功能框架如下：以Docker為基礎(chǔ)封裝各類(lèi)應(yīng)用和運(yùn)行環(huán)境，以Mesos、Marathon為核心實(shí)現(xiàn)容器資源的分布式調(diào)度與協(xié)調(diào)，以HAProxy、Etcd為輔助實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)引流。

　　應(yīng)用封裝 Docker

　　Docker為開(kāi)源的應(yīng)用容器引擎，在標(biāo)準(zhǔn)的LXC之上融合AUFS分層鏡像管理機(jī)制，拋棄傳統(tǒng)虛擬機(jī)試圖模擬完整機(jī)器的思路，而是以應(yīng)用為單元進(jìn)行“集裝封箱”，是輕量級(jí)的虛擬化技術(shù)。

　　Docker Engine可以自動(dòng)化部署應(yīng)用到可移植的容器中，這些容器獨(dú)立于硬件、語(yǔ)言、框架、打包系統(tǒng)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Docker容器包含一個(gè)軟件組件及其所有的依賴，實(shí)現(xiàn)持續(xù)集成與部署，快速迭代應(yīng)用程序；Docker容器可以封裝任何有效負(fù)載，幾乎可以在任何服務(wù)器之間進(jìn)行一致性運(yùn)行。開(kāi)發(fā)者構(gòu)建的應(yīng)用只需一次構(gòu)建即可多平臺(tái)運(yùn)行。運(yùn)營(yíng)人員只需配置他們的服務(wù)，即可運(yùn)行所有應(yīng)用。

　　資源調(diào)度 Mesos

　　Mesos是為構(gòu)建和運(yùn)行其他分布式系統(tǒng)提供服務(wù)的分布式系統(tǒng)。它將CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)介質(zhì)以及其他計(jì)算機(jī)資源從物理機(jī)或者虛擬機(jī)中抽象出來(lái)，構(gòu)建支持容錯(cuò)和彈性的分布式系統(tǒng)，并提供高效的運(yùn)行能力。Mesos以Framework（框架）的形式，提供了“兩級(jí)調(diào)度機(jī)制”，將任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行分離。還能夠與不同類(lèi)型的Framework或Application通信，每種Framework或Application由相應(yīng)的應(yīng)用集群管理。

　　Mesos Master負(fù)責(zé)將資源分配給各個(gè)框架，而各個(gè)框架的Scheduler進(jìn)一步將資源分配給其內(nèi)部的各個(gè)應(yīng)用程序。

　　Mesos Slave的Executor具備調(diào)用Docker能力，當(dāng)Executor接收到Task時(shí)啟動(dòng)Docker，其可以調(diào)用Docker去啟動(dòng)一個(gè)容器。

　　任務(wù)調(diào)度 Marathon

　　Marathon是基于Mesos來(lái)做任務(wù)調(diào)度，Mesos僅負(fù)責(zé)分布式集群資源分配，不負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度。

　　Mesos集群可以混合運(yùn)行來(lái)自Marathon的不同類(lèi)型的任務(wù)。Marathon基于Mesos的任務(wù)調(diào)度為動(dòng)態(tài)調(diào)度，即每個(gè)任務(wù)在執(zhí)行之前是不知道將在哪一臺(tái)服務(wù)器上執(zhí)行和綁定哪一個(gè)端口。

　　服務(wù)注冊(cè)與引流 HAProxy+Etcd

　　HAProxy提供高可用、負(fù)載均衡的解決方案，而Etcd是一個(gè)高可用的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)，主要用于共享配置和服務(wù)發(fā)現(xiàn)，提供了數(shù)據(jù)TTL失效、數(shù)據(jù)改變監(jiān)視、多值、目錄監(jiān)聽(tīng)、分布式鎖原子操作等功能，可以方便地跟蹤并管理集群節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。Etcd與HAProxy配合能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的動(dòng)態(tài)引流。

　　DCOS的實(shí)戰(zhàn)威力

　　為應(yīng)對(duì)這次春節(jié)紅包活動(dòng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的瞬時(shí)高峰壓力，太平洋保險(xiǎn)DCOS平臺(tái)采用223個(gè)主機(jī)節(jié)點(diǎn)，其中平臺(tái)部分由5個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成Mesos Master Cluster，80個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成HAProxy Cluster，138個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)承載674個(gè)Docker Container，其中動(dòng)態(tài)計(jì)算節(jié)點(diǎn)113個(gè)，靜態(tài)計(jì)算節(jié)點(diǎn)25個(gè)。該平臺(tái)可在1分鐘內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展到1000個(gè)以上Docker節(jié)點(diǎn)。

　　巧妙分離動(dòng)靜態(tài)資源池，大幅提升應(yīng)用訪問(wèn)速度?？紤]到互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中會(huì)使用大量圖片和動(dòng)畫(huà)等靜態(tài)資源，為提高服務(wù)訪問(wèn)速度，DCOS架構(gòu)通過(guò)動(dòng)靜分離，將靜態(tài)資源服務(wù)器和動(dòng)態(tài)資源服務(wù)器池化并分開(kāi)管理，于是，靜態(tài)資源請(qǐng)求可直接通過(guò)靜態(tài)資源池完成，不必再訪問(wèn)后端動(dòng)態(tài)資源池，減少動(dòng)態(tài)資源池的壓力。而且采用專(zhuān)門(mén)的靜態(tài)資源服務(wù)器，具備Cache能力，可大幅提升靜態(tài)資源的訪問(wèn)速度。

　　簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)速度。太平洋保險(xiǎn)原架構(gòu)DMZ－WEB區(qū)的請(qǐng)求在穿過(guò)防火墻后需再經(jīng)過(guò)DMZ－APP區(qū)的一個(gè)F5設(shè)備和HAProxy才能到達(dá)動(dòng)態(tài)資源服務(wù)器，這樣就多增了兩層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的訪問(wèn)，降低訪問(wèn)速度，當(dāng)然故障點(diǎn)也增多了。而改造后的架構(gòu)，將動(dòng)態(tài)資源池的路由信息同步到DMZ－WEB區(qū)的HAProxy中，HAProxy根據(jù)路由信息將動(dòng)態(tài)請(qǐng)求直接轉(zhuǎn)發(fā)到動(dòng)態(tài)資源池上，從而極大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)路徑的復(fù)雜度，網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)速度明顯提升。

　　超強(qiáng)彈性伸縮、快速持續(xù)集成。由于兩次抽獎(jiǎng)活動(dòng)的間隔時(shí)間緊張，若是采用繁瑣耗時(shí)的傳統(tǒng)部署方法——得經(jīng)過(guò)主機(jī)、操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用的集成部署，還得經(jīng)過(guò)一定調(diào)試后才能對(duì)外提供服務(wù)。而改造后的DCOS通過(guò)與容器技術(shù)的深度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)彈性伸縮，快速響應(yīng)、持續(xù)交付，僅在10分鐘內(nèi)就完成共享資源的全部調(diào)整，有力保障業(yè)務(wù)的連續(xù)。

　　更細(xì)粒度資源調(diào)度，實(shí)現(xiàn)高資源利用率。DCOS相較于虛擬機(jī)管理，有著基于CPU、內(nèi)存的更細(xì)粒度的資源調(diào)度，多個(gè)計(jì)算框架或應(yīng)用程序可共享資源和數(shù)據(jù)，大幅提升資源利用率，根據(jù)統(tǒng)計(jì)DCOS資源消耗可以降低50%。

　　高效的跨數(shù)據(jù)中心的資源調(diào)度。DCOS平臺(tái)展現(xiàn)了其在線性動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、異地資源調(diào)度等方面的優(yōu)異性能，1分鐘內(nèi)快速擴(kuò)展到1000+的容器，平臺(tái)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)完全跨機(jī)房分布式調(diào)度。

　　分布式架構(gòu)保障高可用。DCOS平臺(tái)所有組件采用分布式架構(gòu)，應(yīng)用跨機(jī)房分布式調(diào)度。自動(dòng)為宕機(jī)服務(wù)器上運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)重新分配資源并調(diào)度，保證業(yè)務(wù)不間斷，做到故障自愈。

　　傳統(tǒng)企業(yè)在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，IT基礎(chǔ)架構(gòu)的發(fā)展要確保新技術(shù)的研究和應(yīng)用與企業(yè)未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展需要相一致。而今，云計(jì)算相關(guān)技術(shù)正在逐漸演化成熟，尤其PaaS領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展更是日新月異。以DCOS為代表的下一代輕量級(jí)PaaS正越來(lái)越為業(yè)內(nèi)所關(guān)注。DCOS憑借其數(shù)據(jù)中心級(jí)彈性伸縮能力、快速持續(xù)集成等輕量?jī)?yōu)勢(shì)，幫助企業(yè)快速應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)需求，為傳統(tǒng)IT的敏捷轉(zhuǎn)型提供了新機(jī)遇。

　　太平洋保險(xiǎn)集團(tuán) 胡罡

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