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UCloud UK8S虛擬節點 讓用戶不再擔心集群沒有資源

Tecode / 2108人閱讀

摘要：節點資源預留導致的浪費。虛擬節點實現了和這兩大容器產品的無縫對接，豐富了集群的彈性能力。單個虛擬節點計算資源理論無上限，無需擔心容量問題。通過虛擬節點及，可以用最小的資源成本，來應對高峰期的任務壓力，提升整體任務效率。

隨著云原生概念的深入人心，越來越多的企業開始著手基于容器相關技術來部署其應用，Serverless也開始在企業IT基礎構建中發揮出越來越重要的作用。UCloud 先后推出了開箱即用的容器集群管理服務UK8S，和兼容K8S使用習慣，高效彈性的Serverless容器實例Cube，以滿足用戶在不同應用場景下的構建需求。

UCloud發現在實際應用中，用戶往往既希望能夠獲得Kubernetes自身強大的自動部署、自動伸縮能力和豐富生態，又希望能擁有Serverless資源的高效彈性能力和強安全性、隔離性特點，因此Virtual Kubelet 插件應運而生。

Kubernetes 集群中的彈性伸縮
UCloud UK8S容器集群管理服務，為用戶提供了容器和集群兩個維度的彈性伸縮功能：
? HPA（Horizontal Pod AutoScaler），能夠根據容器的CPU、內存或者QPS等指標自動擴縮，為應用提供容器維度的彈性伸縮；
? CronHPA 根據預先制定的計劃任務擴縮Pod，支持與HPA兼容，協同工作；
? CA（Cluster AutoScaler）在集群有Pod因資源不足Pending時擴容節點，在Node資源申請率不足設定閾值時縮容節點。
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通過現有的彈性伸縮插件，已經能夠滿足一部客戶業務流量波動時的資源擴縮容需求，但仍然存在一些不可避免的問題：
? 資源擴容時間長。CA插件只有在集群因資源不足導致Pod無法被調度時才會觸發添加Node節點的動作，具有一定的滯后性；Node節點啟動的分鐘級延時對于緊急核心業務而言延時仍過長，在業務流量激增的場景下無法平滑擴容。
? 節點資源預留導致的浪費。為避免資源擴容時間長給業務帶來的不穩定性，多數用戶還是會選擇在可預知的高峰期前，提前創建Node節點，應對業務量的增長。用戶實際為基礎資源冗余，而非真正業務需求付費，確保了業務穩定，但也造成了一定的資源浪費。
? 運維過程繁瑣。在容器應用之外，用戶仍然需要關注基礎資源層面的運維和擴縮容問題，應用管理和運維不夠簡單。

虛擬節點：快速擴容，按量付費
為了解決上述的問題，UK8S推出了虛擬節點功能，從集群控制面來看，虛擬節點與集群Node節點類似，可以被管理、調度，但沒有實體虛擬機或物理機存在，只是作為一個插件，用戶可通過虛擬節點創建Serverless容器實例Cube。虛擬節點實現了UK8S和Cube這兩大UCloud容器產品的無縫對接，豐富了UK8S集群的彈性能力。

通過Virtual kubelet，可以用最小的運維成本（無需調整節點數量），來應對集群計算資源高峰壓力。

目前用戶在使用UK8S的過程中，通常都會由于在線業務流量高峰，或者突發離線計算任務，出現臨時的資源需求?，F有UK8S集群通過Cluster Autoscaler集群伸縮插件，在Pod因資源不足而無法調度時幫助集群添加Node節點，滿足資源需求。但云主機的啟動及環境安裝通常需要一段時間，Pod往往需要等待若干分鐘才能被調度運行。與現有的容器及集群擴縮容插件相比，通過虛擬節點創建Serverless容器實例Cube，能夠實現秒級的Pod應用部署，具有簡單、兼容、彈性、低價四點優勢：

  1. 簡單

虛擬節點通過控制臺UK8S集群管理頁面直接添加，并進行相關配置，無需額外命令行操作。
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  1. 兼容

虛擬節點創建后，用戶即可通過標準K8S接口，將Pod調度到Cube上運行，每個Cube容器組等價于K8S中的一個Pod。

通過虛擬節點生成的Cube實例，支持EmptyDir、UDisk PVC等類型Volume的掛載，可與UK8S集群中其他應用共享ConfigMap、Secret等對象，方便用戶進行應用和配置的管理。

  1. 彈性

通過虛擬節點創建Cube實例，免去了Node節點資源創建的延時，Cube Pod秒級的拉起速度對核心業務的相應更及時，讓資源利用更加靈活、彈性。單個虛擬節點計算資源理論無上限，無需擔心容量問題。

  1. 低價

Cube實例以容器應用為中心，實例資源完全為應用服務，按需付費。應用快速拉起，用戶無需預先進行資源預留，也進一步節省了成本。

典型應用場景
由于Cube具備免服務器運維、秒級啟動、按需付費等優勢，通過Virtual Kubelet虛擬節點組件，能夠很好地作為UK8S集群的補充，尤其適用于應對突發性業務和彈性擴縮等場景。

  1. 在線業務的彈性擴容?；ヂ摼W企業用戶，特別是電商、社交等行業，都會有明顯峰谷期，用戶可通過UK8S集群及普通UHost節點保障常態資源使用，在業務高峰期通過虛擬節點秒級拉起Cube實例，從容應對突發流量。
  2. 離線計算任務。對于計算密集型的數據處理等場景，例如很多企業在凌晨或者周末、月末都需要進行的大批量數據計算業務，基于Cube快速啟動、按秒計費的特性，用戶方可在短時間內啟動大量，滿足業務對海量計算資源的即時需求，用完即刪，無需提前囤積資源，在滿足業務需求的同時，將成本優化做到最大化。
  3. CI/CD任務。企業用戶CI/CD 任務，通常集中在幾個固定的時間段，短時間內大量任務的堆積，容易導致發版較慢等問題，嚴重時可能影響關鍵業務上線。通過虛擬節點及Cube，可以用最小的資源成本，來應對高峰期的任務壓力，提升整體任務效率。

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