Virtlet 介紹—— 或許是 NFV 新方向？

XUI 發布于2019-07-01 16:32 / 1248人閱讀

摘要：該公司剛剛宣布了一個計劃，意在取代現有的發行版。這甚至可能幫找到一個新方向。為了解決這個問題，我們在上增加了一個名為的新功能。總體而言，整個過程呈現如下建立包括，以及一個的基礎架構。

這是 TCP CLOUD 聯合創始人 & 前 CTO Jakub Pavlik 于 2017 年 7 月 9 日發布于 www.mirantis.com 的文章。本文主要介紹了 Virtlet 及其未來與 Kubernetes 相結合的一些想法。感謝文森特翻譯和才云 CTO 鄧德源校對。

不久前，我和一位潛在客戶（非通信行業）開了一次會。該公司剛剛宣布了一個計劃，意在取代現有的 OpenStack 發行版。當我們開始討論在 Stackalytics 中找到 OpenStack 的最大貢獻者時，我們發現了問題的根本，并意識到他們并不需要從最大供應商那邊找到 OpenStack 發行版。

他們需要在大規模生產中運行單個應用負載。

換句話說，他們不需要多租戶，自管理服務，Murano，Trove 等功能或項目。客戶甚至都不想使用 OpenStack，因為通過 OpenStack 來通過不可變虛擬機鏡像發布應用的方式太過復雜。

另一方面，使用 Kubernetes 來代替 OpenStack 也不是正確的方式，因為它們的應用還不能微服務化，就算要做，也至少需要 6 個月的時間來重寫，重新測試和驗證所有的工具。

當時我意識到在 Kubernetes 中使用標準虛擬機，并與 OpenStack SDN 相結合會有多么強大。通過這兩個平臺的優勢，我們可以想象如何簡化控制平面堆棧，去適用于諸如邊緣計算，視頻流等功能；這些功能目前都是以虛擬機的方式部署。這甚至可能幫 NFV 找到一個新方向。

什么是 Virtlet？

正如我上一篇博客所說，之前的真實例子證實了我們的客戶暫時還沒準備好進入真實的微服務世界。為了解決這個問題，我們在 Mirantis Cloud Platform 上增加了一個名為 Virtlet 的新功能。Virtlet 是 Kubernetes 一個運行時服務，能夠根據 QCOW2 映像運行 VM 工作負載。

Virtlet 是 Mirantis K8S 的伙伴們在一年前啟動的項目，第一個版本通過 Flannel 實現。換句話說，Virtlet 是一個 Kubernetes CRI (Container Runtime Interface) 的實現，能夠在 Kubernetes 集群上運行基于虛擬機的 Pods。（CRI 能夠令 Kubernetes 運行非 Docker 的容器，例如 Rkt）

為了簡化部署，Virtlet 本身作為 DaemonSet 運行，充當管理程序使 CRI 代理服務器可用于運行虛擬機，實現 Docker 和非 Docker pods 在同一個節點上運行。

下圖展示了 Virtlet 的結構：

Virtlet 包含了下列的組成部分：
Virtlet manager：實現虛擬化和鏡像處理的 CRI 接口
Libvirt：標準 libvirt 庫
Vmwrapper：為模擬器準備環境
Emulator：qemu 結合 KVM 實現的模擬器（可以禁用 KVM 嵌套虛擬化測試）
CRI proxy：提供在同一 K8S node 上混合部署 docker-shim 和基于 VM 的工作負載

你可以在 github docs（https://github.com/Mirantis/v...）上找到更多詳細信息，但在最新的發布中，Virtlet 支持以下功能：
Volumes：Virtlet 使用自定義的 FlexVolume (virtlet/flexvolume_driver) （https://github.com/kubernetes...）驅動來指定虛擬機的塊設備，它支持：
qcow2 ephemeral volumes
raw devices
Ceph RBD
files stored in secrets or config maps

環境變量：你可以為你的 pods 定義環境變量，當虛擬機啟動時，virtlet 使用 cloud-init 將這些值寫入 / etc / cloud / environment 文件。

演示 Lab 架構

為了演示所有的功能是如何運轉，我們創建了一個 lab 包含了：
3 個運行在 HA 模式中的 OpenContainer 3.1.1.x 的控制器
3 個 Kubernetes master 或 minion nodes
2 個 Kubernetes minion nodes

Kubernetes 采用 1.6 版本，使用 OpenContrail Container Network Interface (CNI) 。為了演示 Virtlet 的功能，我們同時部署基于 Ubuntu VM 的 Pod 以及基于標準容器環境的 Nginx Pod。

最終，我們在同一個 Kubernetes 集群上運行容器和虛擬機，并運行在同一個 OpenContrail 虛擬網絡上。

總體而言，整個過程呈現如下：
建立包括 k8s masters， minions 以及一個 OpenContrail controllers 的基礎架構。運行 Virtlet DaemonSet 的節點有特定的標簽。我們使用了extraRuntime = virtlet。（之后我們會需要）
為虛擬機創建一個 pod，在 nodeAffinity 參數中指定 extraRuntime 鍵，以便其在具有 Virtlet DaemonSet 的節點上運行
完成，沒有第三步了。

結論

所以我們現在已經有了基本認知，我們對于如何在未來做有關 Virtlet 和 OpenContrail Kubernetes 的集成有了幾個大致的想法，例如：
在 Kubernetes 中對虛擬機進行性能驗證，例如將 OpenStack 上的容器化虛擬機與標準虛擬機進行比較
支持基于 iSCSI 磁盤儲存
啟用 OpenContrail vRouter DPDK 和 SR-IOV，擴展 OpenContrail CNI，使其可以創建先進的 NFV 集成
Virtlet 的 CPU pinning 和 NUMA
優化資源處理，例如內存的硬限制和 qemu 線程的限制
Callico 技術支持

正如你所看到的，Mirantis 正在專注于解決實際問題，并將這些解決方案推回到社區，而不是隨機的貢獻代碼。我也想要特別感謝 Ivan Shvedunov，Dmitry Shulyak 及所有 Mirantis Kubernetes 團隊，他們在這次整合中出色地完成了工作。

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