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CloudFoundry与K8s在PaaS中的应用（续）@MoPaaS原创

MoPaaS魔泊云

2016-03-29

导读：上期为大家讲述的“CloudFoundry与Kubernetes的那些技术”对于这些知识是否了解了呢？这次跟着这个话题，为大家讲述“CloudFoundry与K8s在PaaS中的应用”。

上期为大家讲述的“CloudFoundry与Kubernetes的那些技术”对于这些知识是否了解了呢？这次跟着这个话题，为大家讲述“CloudFoundry与K8s在PaaS中的应用”。

撰稿人介绍

沈阅斌 MoPaaS研发总监

目前在Anchora负责云计算平台产品研发和管理工作。先后在多家软件公司担任项目研发、项目管理及技术培训等工作。对企业应用开发、大型网站架构、云计算、大数据等领域有相关实践经验。对CloudFoundry、OpenStack、CloudStack、Hadoop等开源云技术进行研究和使用。目前担任Anchora产品研发总监，主要负责PaaS产品的研发。

PaaS的概念

PaaS可以提供各种标准化或非标准的环境以及各种运维管理功能，用户可以在秒级按需获取各类资源和环境。所以PaaS最大的价值在于解放开发、测试、运维人员，降低了用户对应用软件的交付成本及时间。通常我们所说的PaaS，包括MoPaaS，主要提供应用部署和托管服务。平台服务涵盖的范围包括，应用开发部署运行环境(如应用开发测试管理/工具等)，服务组件池和管理(数据库、消息队列、缓存等)，运维管理(日志、监控、弹性伸缩等)。

为什么要采用Cloudfoundry和K8s？

CloudFoundry已经发展 5，6年，相对比较成熟，而且我们从CloudFoundry推出至今一直采用它构建我们的PaaS平台。打个不怎么恰当的比喻，如果大家了解JAVA的话，应该知道JAVA中有一个开源的框架叫spring，我们的一个J2EE应用通常基于Spring框架然后集成其他各种框架来构建。CloudFoundry在我们PaaS平台中的角色有点类似像spring在整个J2EE应用中的角色，只做自己擅长这部分，不擅长的部分通过集成其他框架来解决。所以我们把CloudFoundry作为整个PaaS平台的核心框架，CloudFoundry不能满足或者不擅长的部分通过集成其他框架来解决。

CloudFoundry在PaaS层提供的功能还是相对比较完整，提供了大部分的标准运行环境如JAVA、PHP、.NET、Ruby、Python、NodeJS、Go等，所以如果对运行环境没有个性化需求的用户，CloudFoundry可以很好的满足这些用户的需求。CloudFoundry提供的平台管理功能是比较完善的，并且有一整套完整的API可以用来对其进行扩展。

由于我们之前已经采用Docker运行一些中间件服务了，采用K8s管理容器及容器化服务，主要的原因是解决原生Docker运行中间件服务，难于调度、管理、跨网通讯、服务发现等问题，K8s提供了负载均衡以及网络解决方案，可以很方便的将中间件集群纳入K8s管理

我们有计划提供容器服务来满足非标准化的运行环境的需求，用户可以自己构建镜像运行到我们平台上，并可以充分利用PaaS级的服务。

出于以上几个原因，我们在原来CloudFoundry的基础之上，利用K8s管理PaaS平台的Docker容器。CloudFoundry主要管理整个平台并提供软件路由、认证授权、服务接入、标准化运行环境等功能,K8s主要管理容器化服务以及非标准化的运行环境，CloudFoundry通过ServiceBroker管理K8s提供的中间件服务。K8s上部署的应用也可以注册到CloudFoundry的路由器的路由表中，从而可以通过域名访问到K8s中管理的容器。

CF和K8s比较

软件负载均衡

CF默认采用Haproxy作为软件负载均衡器，K8s采用Kube-proxy来实现软件负载均衡。

访问协议

CF默认支持HTTP(s)协议，通过扩展TCP_Route可实现支持TCP协议。K8s支持TCP、UDP、HTTP(s)等协议

软路由

CF支持软件路由，对域名和IP:Port进行请求转发，所以访问部署在CF上的应用需要通过域名才能访问；K8s只能通过IP:Port来访问。

认证和授权

CF提供专门的组件UAA来进行认证授权。K8s对API调用使用CA、Token和HTTP Base方式实现用户认证，授权会依据访问策略去核查请求。

应用副本管理

CF采用hm9000对应用健康状态进行监控，部署在CF上面的所有应用都通过这个独立的组件进行监控，K8s会为Pod分配一个RC进行副本管理，如果发现与预期不符时，则进行重启或重建容器。

应用日志管理

CF和K8s一样对于容器日志与容器的生命周期是一致的，所以在容器被销毁之后，容器内的文件也会被丢弃，包括日志等。如果需要保留容器内应用程序生成的日志，可以通过专门的工具采集，比如ELK。

资源调度

CF是通过Cloud_controller来完成资源调度，K8s是通过Scheduler来进行资源调度的。

服务访问

CF中部署的应用可以通过环境变量获取服务信息，K8s可以通过DNS和环境变量获取服务信息。

运行环境构建

CF可以通过Buildpack来构建运行环境，K8s通过Dockerfile构建运行环境。

平台管理及API

CF和K8s都提供了友好的Rest API来管理平台功能。

组件通讯机制

CloudFoundry采用Nats消息队列机制进行组件之间通讯，K8s默认采用Etcd进行通讯。

扩展PaaS功能

虽然CloudFoundry和K8s提供了类似的功能，但是我们将CF作为整个PaaS平台的框架，K8s对CF进行功能上的补充，CF提供一些标准化的运行环境，K8s主要用来提供轻量级中间件服务以及以后会提供容器化服务。

基于CF和K8s构建一个PaaS平台，我们可能还需要作如下扩展：

应用运行环境扩展

通过修改和增加Buildpack实现，我们可以对Buildpack进行相关定制，包括修改中间件的版本、配置信息以及buildpack代码来实现更多的功能，比如安装APM的探针。然后将Buildpack打成离线包上传到CloudFoundry。
如果需要扩展.NET运行环境，可以使用一个开源的.NET插件IronFoundry，因为.NET跟其他运行环境不一样，需要运行在 Windows操作系统上面，所以要单独安装一个Windows的Dea（IronFoundry提供），并且将.NETBuildpack添加至 CloudFoundry之后完成扩展。

中间件服务扩展

CloudFoundry对服务中间件集成提供一种标准的接入方式Broker，而对中间件部署、运维、监控，CloudFoundry并没有提供很好的解决方案，需要我们自己实现。一些轻量级的中间件服务，如缓存，可以采用K8s+Docker进行部署和管理，数据库服务可以采用VM方式部署，然后通过 Broker将服务注册到CloudFoundry。

https://github.com/cloudfoundry-community/spring-service-broker.git

那么，在企业丧失竞争之前，我们应该如何摆脱这个死亡漩涡，可以快速进行颠覆性创新，同时也腾出时间做一些别的事情。

如今，我们看到的一个整体趋势是，如果机构不断地在 DevOps 自动化上寻找空间，就必须打破这种恶性循环，重新开辟一个新的良性循环。

可视化操作界面

CloudFoundry提供了一套标准的RestAPI，包括认证授权、组织空间管理、应用服务管理等功能。我们可以通过CloudFoundry提供的SDK可以非常方便的完成对CF的调用。

https://github.com/cloudfoundry/cf-java-client.git

应用/服务监控

CloudFoundry对应用的监控还是做了一些工作的，包括像health_manager，会实时采集应用的监控信息。通过Dea的Varz接口也可以采集到应用的监控信息。如果应用出现不健康的状态，CF会对其进行自动重启。对应用访问日志数据，CloudFoundry在Gorouter节点上有进行记录，但是如果我们需要采集分析这些日志数据，那么我们需要修改Gorouter，将日志打到日志服务器上。对服务的监控，完全需要我们自己来做，如果只是一般的监控需求，可以采用对容器或者VM监控，如果需要获取服务中间件更加详细的监控数据，可以通过集成APM来实现。

弹性伸缩

CloudFoundry提供了对托管的应用进行弹性伸缩，包括纵向和横向的伸缩，但是只能通过手动的方式，如果需要根据规则和阈值进行自动伸缩，需要我们进行定制开发，通过对应用采集的访问数据、监控数据进行分析，满足阈值条件则进行伸缩。

持续集成

CloudFoundry对开发测试这块并没有提供太多的功能，不过我们可以采用目前比较通用的方案来实现持续集成。
采用Git/SVN托管代码；采用Nexus/Artifactory作为制品仓库；采用Jenkins作为持续集成工具，通过Jenkins提供的插件，可以将代码托管、制品仓库以及PaaS平台进行集成，实现从代码提交到部署上线一整套自动化流程。

TCP协议的支持

CloudFoundry默认只支持Http(s)协议，如果需要部署一个TCP协议的应用，那么我们需要定制一个TCP_Router。

https://github.com/cloudfoundry-incubator/cf-tcp-router.git

以上就是本期“CloudFoundry与K8s在PaaS中的应用”。如果您有想要知晓的技术信息，请在我们微信号中留言，有可能下期我们所讲的主题就是您所关心的哦！

今天就到这里，我们下期见！

MoPaaS

MoPaaS作为企业持续创新的平台，在国内外有众多的PaaS云平台技术项目落地实例，可更有效的满足中国企业级用户对不同需求的计算资源优化调配，实现应用敏捷交付的智能化管理，包括应用软件开发管理，连续集成，部署运维，监控管理，弹性扩容等需求；MoPaaS提供企业私有云解决方案、软硬件融合一体机系统以及企业级公有云 PaaS 服务等。

MoPaaS 获得多项行业奖项和认可，2015年被全球三大市场调研公司之一的 Forrester 关于中国企业级云平台市场获得“强劲表现者 (Strong Performer)“的评估。

【声明】内容源于网络

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