TKE使用eBPF优化 k8s service Jianmingfan 腾讯云 目录 01 Service的现状及问题 优化的方法 02 和业界方法的比较 性能测试 03 04 解决的BUG 未来的工作 05 06 01 Service的现状及问题 什么是k8s Service • 应用通过固定的VIP访问一组pod，应用对Pod ip变化 无感知 • 本质是一个负载均衡器 经历了二十多年的运行，比较稳定成熟 • 支持多种调度算法 优势 IPVS mode 不足之处 • 没有绕过conntrack，由此带来了性能开销 • 在k8s的实际使用中还有一些Bug 02 优化的方法 指导思路 • 用尽量少的cpu指令处理每一个报文 • 不能独占cpu • 兼顾产品的稳定性，功能足够丰富 弯路 • 为什么DPDK不行？ • 独占cpu，不适合分布式的lb map • 由于eBPF中没有timer机制 IPVS 如何做SNAT？ 优化方法评价 • 优势 • 大大缩短了数据通路，完全绕过了conntrack/iptables • 不足 • 对内核模块做了一定的修改，部署更困难 03 和业界方法比较 V.S. 纯粹的eBPF service 和其他的优化方法对比 V.S. Taobao IPVS SNAT patch • 复用了IPVS

许 辰 字节跳动基础架构工程师  本科和硕士毕业于北京大学计算机系  负责大规模 Kubernetes 系统的构建和优化  KubeBrain/ KubeGateway/ KubeZoo 等多个项目的发起人 • 背景介绍 • 设计思路 • 性能优化 • 落地效果 • 未来演进 背景 • Kubernetes 规模增大 10 倍以上  公司业务快速发展  存储、大数据、机器学习等场景云原生化 按照对象拆分 etcd 设计新的元信息存储 … 如何解决存储瓶颈？ KubeBrain 1. 大脑 2. 谐音科比 Kobe Bryant • 背景介绍 • 设计思路 • 性能优化 • 落地效果 • 未来演进 K8s 元信息存储的需求 (1)  读 • 单 Key 读，提供线性一致性 • Range 扫描读，支持快照读，支持分页  写 • K8s 乐观锁 元信息存储的需求 • 背景介绍 • 设计思路 • 性能优化 • 落地效果 • 未来演进 性能优化 写优化 - 1 降低锁粒度 存储引擎替换 表锁 -> 行锁，增大了写的并发 写优化 - 2 单点写 -> 多点写 multi raft range 分片，增大写并发 Brain 层无磁盘 io，只有网络 io 写优化 - 3 事务优化 精心设计 key 格式 一个 k8s 对象的索引和数据在同一分区内

热点领域和热点方向，试图在市场上抢得先机。 四是云计算技术不断推陈出新，助力产业高质量发展。随着上 云进程持续加深，企业需求逐步向用云转移，效率、性能、安全等 成为用户关注点，应用现代化、一云多芯、平台工程、云成本优化、 系统稳定性、云原生安全等新技术层出不穷，满足用户多样性场景 需求，助力产业数字化升级。 在此背景下，中国信息通信研究院继《云计算白皮书（2012 年）》 之后第 9 次发布云计算白皮书。本白皮书聚焦过去一年多来云计算 发力低/无代码领域，其发布的 Power Platform 已经与 Office 365、 Dynamics 365 以及 Azure 三大生态充分打通，形成完整的技术生态。 二是更注重软硬协同，优化性能。在算力多样化、节点高密化、载 体细粒度化等诉求下，底层硬件在云计算的驱动下也因云而变。2022 年 6 月，阿里云发布 CIPU（Cloud infrastructure Processing 所示：一是应用架构现代化，依据分而治之、开放设计、统一风格 三重设计原则，通过微服务、Serverless、事件驱动和命令职权分离 等先进架构升级应用范式；二是数据架构现代化，以云原生为底座 优化数据摄取、数据存储、数据分析、数据消费、数据治理等能力， 云计算白皮书（2023 年） 16 充分挖掘数据价值等；三是技术架构现代化，从资源管理、运维保 障、研发测试、应用服务等方面构建通用的对上赋能的技术底座；

正在用它来管理数据产品的全生命周期，包括代码和数据的开发、分支、部署。通过它的自动化环境管理，能 够轻易建立、修改、自动销毁基于特征分支的环境。它的声明式标准（SOLE）能力也值得关注，因其可以优化 开发者体验。它能使团队构建数据产品的时间从几个月变为几天。我们的团队成功将 DataOps.live 用于生产环 境，这也是我们推荐在使用 Snowflake 时使用这一平台的原因。 27. 提供了从开发到生产的安全状态的统一视图，因此我们将其放入试验阶段。 31. Trino 试验 Trino 以前被称之为 PrestoSQL，是一个专为面向大数据交互式分析查询而设计的开源分布式 SQL 查询引擎。经 过优化后，它可以在本地或者云上环境运行，并支持对 Hive、Cassandra、关系型数据库、甚至专有数据存储 等多种不同的数据源进行查询。它支持基于密码的认证、LDAP 和 OAuth 的身份验证机制，同时具备在 种语言的预训练，但它们在其他语 言中的表现可能不如英语。清华大学开发的 ChatGLM 是一个开放的双语语言模型，基于通用语言模型架构，针 对中文会话进行了优化。由于中文在词语划分和语法方面较英语更为复杂，因此拥有一个针对中文进行优化的 LLM 非常重要。我们的团队在为呼叫中心开发中文情感检测应用时发现，ChatGLM 在准确性和鲁棒性方面都 优于其他 LLM。考虑到许多 LLM 因授权

体系的过程，目前主要负责解决阿 里巴巴集团在大规模场景下使用 k8s 碰到的稳定性、容器编排质量和性能问 题。❖ 阿里巴巴容器的发展历程 ❖ 基于 k8s 云原生改造实践 ❖ k8s 规模及性能优化实践 ❖ 云原生应用管理演进路线 主要内容阿里巴巴容器的发展历程 2013 初步探索 使用容器的方式替换传统使用 VM 部署应用的，基于 lxc 自研 了 t4 容器并构建了 AI 集团管理 SidecarSet • BroadcastJob • CloneSet • UnitedDeployment (coming soon) https://openkruise.iok8s 规模及性能优化实践性能优化 RT/QPS 资源使用率 链路RT/QPS 服务异常 队列长度 gRPC监控 长连接分布 请求分布 限流 Authorization Authenticatio n 序列化 压缩 版本转换 List & Watch优化 ETCD Cache Pod A V1 Pod A V2 Pod A V3 Reflector APIServer Watch Cache List & Watch Informer Reflector Store List & Watch• 网络抖动造成informer重新List & Watch List & Watch优化 Cache APIServer

Serverless：关注应用而非基础设施 敏捷开发 极致弹性 成本优化 • 无需购买和安装机器 • 无需管理服务器 • 无需升级和更新OS • 快速部署和更新应用 • 快速发布 • “无限”容量 • 秒级弹性 • 更好的扩展性 • 更好的灵活性 • 按需创建 • 无资源闲置 Serverless容器 敏捷开发 极致弹性 成本优化 容器 Build once, Run anywhere Pod Pod ECS OS ASK: Serverless Kubernetes • Nodeless：简单易用，无节点管理，运维成本低 • 极致弹性: 30s 500 pod • 成本优化：按需创建，支持spot和预留实例劵 • Kubernetes兼容性： deployment/statfulset/job/service/ingress/CRD • ALB Ingress:

⽣生产级镜像仓库解决⽅方案，基于 • ⼀一键⾼高可⽤用部署和维护 • 为多租户和复杂权限集成⽽而增强 『token service』 • 管理理基于规则的镜像仓库 • 其他企业需要的优化功能 企业典型的多租户模型 租户 Tenant User User group Namespace Deployment Registry 
 project CI/CD workspace • https://github.com/caicloud/cyclone Cyclone 技术架构 云原⽣生 CI/CD 引擎 设计 - 云原⽣生，k8s 亲和性 性能 - 为企业场景优化 扩展性 - ⽀支持 AI ⼯工作流 运⾏行行 AI 应⽤用 KUBEFLOW 的应⽤用 • Kubeflow 社区的联合创始⼈人 • kubeflow/tf-operator • 定义