Sealos 云操作系统 方海涛 环界云计算 CEO 目 录 云操作系统介绍 01 云操作系统架构 02 功能与实用场景 03 实现原理 04 价值 05 总结 06 自我介绍 Sealos 作者 阿里巴巴 CNCF sealer 作 者 环界云计算创始人 公司代表作品： Sealos 云操作系统 Laf 函数计算 FastGPT AI 知识库 Sealos 介绍 以 kubernetes 为内核的云操作系统 整个数据中心抽象成一台服务器，一切皆应用，让用云像用个人电脑一样简单！ Kubernetes是云操作系统内核，整个集群是一个整体 Sealos是云操作系统发行版本 Linux发行版，如redhat Linux kernel CPU 内存 磁盘 Linux发行版，如redhat Linux kernel CPU 内存 磁盘 Linux发行版，如redhat 我大道至简海纳百川 不求最好，但求最贵 优秀还便宜 你真的需要虚拟机？真的需要 IaaS 层？ PaaS SaaS 有本质区别？鸭式辩型忘记了？ 云里面，一切皆应用才是王道。 系统架构与设计理念 通用的系统管理入口 所有应用自由安装卸载 极简、高内聚、高度抽象 提供最基础的核心能力 容器管理、编排调度、资源隔离 驱动层实现资源抽象 自由切换，到处运行 Sealos API Sealos

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 （三）云计算技术不断推陈出新，满足多样性场景需求助力产业升级...... 15 （四）行业上云用云呈阶梯状分布，中小企业成影响上云进程关键.......... 22 三、云计算正向数字世界操作系统转变................................................................. 26 （一）数字应用方式与算力资源供给的变革，推动云计算作用转变 可 云计算白皮书（2023 年） 2 信云”认证、“云中心”政策和工业战略。2021 年 6 月，意大利政府 宣布了云计算的国家战略，创建存储所有公共部门应用程序和公民 数据的国家级云计算系统，并将相关数据向“国家云”转移。 英国和澳大利亚政府发布国家战略，深度挖掘云计算的产业赋 能价值。在政府云战略（G-Cloud）基础上，英国国防部在 2023 年 2 月又发布了《国防云战略路线图》，该路线图明确定义了到

网络（VPC/EIP） 开源原生 商业增强：控制面HA、跨AZ高可用、滚动升级、裸金属容器 云容器引擎 CCE 微服务引擎 CSE 开源原生 企业级 中间件 分布式 缓存 DCS 分布式 消息 DMS 分布式 数据库 DDM 应用编排引擎 AOS App/PaaS/IaaS 资源一键式创建 应用运维 AOM 应用性能管理 APM 应用拓扑 调用链 SLA指标 对比虚机的优势： • 通过共享操作系统内核，细粒度资源隔离。（降低资源成本） • 定义了环境无关的标准的交付、部署规范（提高交付效率） • 秒级快速启动和停止（适合敏捷扩缩容场景） • 一台ECS实例/物理机上可以运行多个容器。 • 容器在业界的默认标准是Docker，定义容器标 准的组织是OCI。 容器技术是一种轻量级的操作系统虚拟化方案， 可以基于操作系统虚拟出更加细粒度的资源单位。 容器编排引擎提供资源的管理和容器的调度技术，提供容器应用生命周期管理、弹性伸缩、监控运维的基本机制，决定容器 之间如何进行交互。 • Kubernetes（简称K8S）是主流的容器编排部署管理平台。它基于Google Borg商用系统开发，具有轻量级，可移植性，高 灵活性等特点。 • CNCF是围绕Kubernetes构建容器软件全栈的基金会组织，提供Kubernetes和周边软件的技术孵化和服务提供商资质认证 6 容器

6 AI 辅助软件开发 毫无意外，本期技术雷达主要围绕 AI 相关话题展开讨论。这是有史以来第一次，我们需要一个可视化指南来 理清不同 AI 的类别和功能（即使在 JavaScript 生态系统十分混乱的时期，我们也从未采取过这样的做法）。作 为一家开创 CI、CD 等突破性工程实践历史的软件咨询公司，我们对于使用 AI 辅助软件开发特别感兴趣。因此， 本期技术雷达讨论了许多代码辅助工具，如 问题的数量，仍然不足以成为衡量生产力的良好指标。相反， 行业已经开始关注“工程效能”：我们不应该衡量生产力，而应该衡量我们知道对流程有贡献或有损害的事物。 我们不应该专注于个体的活动，而应该关注系统中的浪费来源以及可以从经验上证明导致开发人员对“生产力” 感知产生影响的条件。新的工具，比如 DX DevEx 360，通过关注开发者体验而不是一些虚假的产出衡量标准解 决了这个问题。然而，许多 如何继续以有效协作为重点，不断突破界限，在一个更加分散和动态的环境中进行工作。一些团队利用新的协 作工具不断提出创新解决方案。其他团队则继续调整和改进现有的面对面实践，例如实时结对编程或集体编程、 分布式工作坊（例如 远程事件风暴）以及异步和同步沟通。远程工作提供了许多好处（包括更多样化的人才储 备），但面对面交流的价值是显而易见的。团队不应中断重要的反馈循环，并且需要意识到在转向远程工作时所 做的取舍。

KubeBrain 字节跳动高性能 K8s 元信息存储 许辰 字节跳动资深研发工程师 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 • 单个集群规模垂直扩展 多个集群横向扩展  降低运维管理成本  减少资源碎片  提高资源利用率 Kubernetes 的架构特点 中心化架构 所有组件通过 apisever 交互 随着规模增大存储系统成为瓶颈 etcd 存在性能问题 apiserver etcd K8s 各组件 apiserver 元信息存储 etcd etcd 存在的问题 自研元信息存储 调优 etcd 参数 KubeBrain 架构 Kine KubeBrain KubeBrain 架构 • 主从架构 • 主负责写和事件分发 • 从负责读 • 底层对接分布式强一致性存储 • CAS 事务写 • 快照读 实现架构图 存储层 存储层 – 分布式 KV Store ByteKV • Multi Raft Goup • 全局有序 Range 分区 • 强一致性 • 支持多 key 事务

数据分析衍生价值的结构 Predix平台 GE联合AT&T, CISCO, IBM, INTEL等企业组建工业互联网 联盟(IIC), 发布参考架构IIRA. 基于云的开放式物联网操作系统，实现全 面的系统集成和数据融合，打破数据孤岛 Mindsphere平台 德国联邦政府支持相关行业协会建设工业4.0平台，负 责工业4.0国家战略的宣传推广，标准制定，人才培养 和技术研发。 以工业大数据为驱动，以云计算，大数据， CI/CD 微服务 应用商店 面向业务管理 弹性伸缩 API Gateway 负载均衡 应用编排 日志监控 告警 服务发现 API 业务中台 多租户管理 运维中台 云端操作系统 数据中台 面向数据与智能 数据管理 大数据 机器学习 资源管理 深度学习 AI工具 API IOT中台 面向行业解 决方案 边缘计算 数据通道 数据分析 API 海尔工业互联网 协议适配: • 提供常用协议服务的接入、转换（Dubbo，XML） • 灵活定制化的数据变换 控制能力: • 认证鉴权机制 • 流量控制 • 黑白名单 • 服务路由 可靠高效: • 分布式，高可用 • 高性能，低延迟 • 线性扩容 海尔工业互联网 –微服务之监控日志 Node PrometheusServer（Pod） Retrieval Storage PromQL Local

Container) 介绍 在单一系统的内核层通过一套 API 在应用层提供硬件及软 件环境隔离的 Linux 环境（containers 。在内核层，通过 cgroup 来提供硬件环境的隔离（例如 CPU，Memory， Block I/O，网络等等 和通过 namespace 来提供软件层面 的隔离（例如 process tree，网络，user IDs 和挂载的文件 系统 。 Container Container 框架 通过在 Kernel 层面提供的 API 来达到上层可以容器化应 用程序。 Container VS VM (Virtual Machine) 由于采用系统当前的内核，Container会启动加载更快，更 轻量，并且更省资源。 Container Image 用来将需要容器化的应用程序及其环境进行打包后存储的镜像。 • 通常会有一个 Image 管理仓库来存储 (Artificial Intelligence) 人工智能（英语：Artificial Intelligence, AI 亦称机器智能，是 指由人工制造出来的系统所表现出来的智能。通常人工智能是 指通过普通电脑实现的智能。同时也指研究这样的智能系统是 否能够实现，以及如何实现的科学领域。

Kubernetes（来自希腊语，意为“舵手”或者“飞行员”又称为k8s），它是谷歌开源的容器集群管理系统，是谷歌多年大规模 容器管理技术Borg的开源版本。是目前最流行的容器编排技术。 它由谷歌在2014年首次对外宣布 。它的开发和设计都深受谷歌的Borg系统的影响，它的许多 顶级贡献者之前也是Borg系统的开发者。在谷歌内部，Kubernetes的原始代号曾经是Seven， 即星际迷航中友好的Bor 载会被Master自动转移到其他Node节点上。 默认情况下kubelet会向Master注册自己。一旦Node被纳入集群管理，kubelet进程就会定时向Master节点汇报自身的 情况，比如操作系统等信息，这样Master就可以获取每个Node节点的资源使用情况合理的进行调度。如果Node节点在 指定时间不上报，那么Master就会认为它“失联”，标记成“Not Ready”状态。 Node节点上运行一组关键进程： Pod是一组紧密关联的容器集合，它们共享PID、IPC、Network和UTS namespace，是Kubernetes调度的基本单位。 Pod的设计理念是支持多个容器在一个Pod中共享网络和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式 组合完成服务。 每个Pod都有一个特殊的称之为“根容器”的Pause容器。Pause容器对应的镜像属于k8s平台的一部分，除了Pause容 器外，

40000 P100 (1GPU) P100 (32GPU) V100 (8GPU) V100 (32GPU) RestNet50 模型训练速度（images/second） 分布式训练/GPU硬件升级加速明显 模拟数据训练时间 108 15.12 4.62 3.39 1 0 20 40 60 80 100 120 P100 (1GPU) P100 (8GPU) （images/second） 云盘 Alluxio - 分布式缓存的领导者 开源项目由李浩源博士(Alluxio公司CEO)在加州大学Berkeley分校 AMPLab就读期间创立 2013 2015 由硅谷著名投资公司Andreessen Horowitz投资，公司在2015年在 旧金山湾区成立，致力于推动开源项目和社区以及商业化 8 面向大数据和AI应用的内存级数据编排系统 数据编排层(Data Orchestration) OSS Driver Web Driver Alibaba Cloud OSS Alluxio 服务器 Alluxio 服务器 大数据查询 大数据ETL 模型训练 Alluxio核心功能一：分布式数据缓存 Alluxio 服务器 A B /path1/file1 /path2/file2 C A B C A Alluxio 服务器 Alluxio 服务器 大数据查询 大数据ETL