金融级云原生 PaaS 探索与实践 王成昌（晙曦）蚂蚁金服技术专家2/20 一、业务背景 二、多集群管控 三、发布运维体系 目 录 contents 目录3/20 一、业务背景 业务背景4/20 业务背景 业务架构 演进 • 容量  应用|数据库|机房 • 容灾  机房|地域5/20 业务背景 业务架构 单元化 • 高可用 • 一致性 • 可扩展 • 面向站点级别输出7/20 PaaS 能力 • 面向多租户多环境； • 基础资源管控； • 应用发布运维体系； • 业务实时监控，日志收集； • 机房级和地域级容灾能力; 业务背景业务背景 CAFÉ API Server Aggregation Layer 异地多活架构 同城双活架构 K8S API Server 基础发布运维 跨集群应用 资源管理 IaaS层（Aliyun/OpenStack/VMWare/Bare 跨集群管理 单元化能力 容器镜像管理 批次发布 原生资源管理 Pod伸缩管理 集群伸缩管理 变更管控 配额管理 运维原子操作 精细化调度 接入层流程调拨 应用层流量调拨 跨集群状态 分发/汇聚 数据层流量调拨 压测/灰度 流量管理 单元化 元数据管理 弹性流量管理 跨集群发布策略 多集群管理 跨集群网络 跨集群镜像管理 蓝绿发布 灰度分组发布 中间件变配 （DRM/Scheduler/Message）

ServiceMesh 实践 王国云 网易资深专家 严选中台技术团队负责人/容器化负责人1/24 背景 2016.4 2016.7 2017 严选正式对外发布 技术团队规模：10+ 单体 严选初创 严选业务快速增长 RPC框架、cNginx发布 技术团队规模：50+ Service Mesh 架构试点 严选业务快速增长 服务化 技术团队规模：200+ Service Mesh 架构全面落地 2017年4月25日 1.0Releases Linkerd 2016年9月13日 1.0Releases 2017年9月14日 加入 CNCF Envoy 2017年9月15日 发布 最新版本：0.7.1 nginmesh 2016年9月29日第一次被公开提出 Service Mesh 概念正式提出9/24 云原生 Service Mesh 框架 - Istio • 由 Google，IBM 6ms左右12/24 性能视角 – cNginx vs Envoy（优化后） • 优化方案 • 采用 sriov 容器网络 • Envoy：将1.13版本中 connection loadbalancer 特性移植到 1.10.x 版本 • Envoy 优化后在低并发（<64）的情况下，容器网络 client sidecar 优于 VM 网络直连 • Envoy 优化后在高并发（>=64）的情况下

3 uid转发目标zone 4 响应请求 5 写入cookie 6 再次请求app1 7 跨机房转发 50% 50% • 机房内zone随机路由 • Cookie zone转发 • 蓝绿发布 • 容灾 ØZone内容灾 Ø机房级别 Ø城市级别 • 弹性调度 • 压测 • 灰度蚂蚁金服SSL/TLS实践 合规 性能 安全软硬件一体解决方案 Intel QAT Cavium 流量镜像 流量镜像 TLS，国密 服务鉴权 流量控制 TLS，国密 服务鉴权 流量控制蚂蚁金服率先大规模落地SOFAMesh UDPA 安全 统一数据 平面API 存量连接无损迁移 提升5倍发布效率 TLS双向加密 支持国密算法 WAF 流量镜像 多协议 SOFARPC Dubbo HTTP1.1/2 平滑升级 性能 单跳CPU增加5%消耗 0.2ms RT 蚂蚁金服100+应 RT降低了7%，平稳支撑了618大促。SOFAMosn https://github.com/sofastack/sofa-mosn Written in go SOFAMosn是一个云原生安全网络代理 为什么自研golang版本？ 跨团队合作需要考虑技术栈落地成本 Golang性能，成本符合蚂蚁实际需求 近十年的网络代理研发，运维经验SOFAMosn模块与能力划分SOFAMosn协程模型 ü 一条TCP连接对应一个Read协程，执行收包，协议解析

Support WebAssembly (WASM) in Envoy - https://github.com/envoyproxy/envoy/issues/4272 - 计划在1.12版本提供（1.11版本发布于7月12日） - envoy-wasm项目：Playground for Envoy WASM filter - https://github.com/envoyproxy/envoy-wasm k8s replicaset 通过实例模版设置实例数 管理实例副本（固定） k8s HPA或者serverless 通过实例模版设置自动伸缩 管理实例副本（伸缩） 更改镜像文件 更改实例模版 应用版本升级 容器/k8s 虚拟机（托管式实例组）Part 3：ServiceMesh灵魂拷问三：要不要支持虚拟机？ Traffic Director：效仿k8s/Istio的方式来管理服务 k8s service k8s 在控制台手工创建 创建服务 通过k8s自动注册 手工关联服务和托管实例组 服务注册 k8s进行健康检查 通过托管式实例组配置健康检查 健康检查 通过Istio支持 通过托管式实例组支持 灰度发布 流量劫持+ Sidecar（envoy） 流量劫持+ Sidecar（envoy） 服务调用 通过Istio Pilot 下发（xDS协议） 通过 Traffic Director（xDS协

统一的Kubernetes管理接口 • Gimbal生态 • 多集群入口流量整合管理 • 劣势 • 缺少大规模落地案例 • 功能/非功能仍需加强Contour & Istio • 南北向流量 • API版本共存（Istio & Kubernetes Ingress） • 东西向流量 • Istio支持全量功能 • Contour支持Tracing能力 • 数据面共存 • 共用边车组件Envoy七牛现有Service 共用边车组件Envoy七牛现有Service Mesh体系 • Istio产品化 • 东西流量产品化 • 南北流量产品化 • TLS管理优化 • Contour增强 • 入口流量管控 • 跨集群调度 • 发展策略 • API版本兼容两种方式 • 数据面优先，控制面按需迭代七牛容器云Service Mesh发展 • 产品发展 • 依托容器云PaaS中台 • 辐射业务线：Spock，Kodo，Dora等 • 先内部普及踩坑，后私有云能力产品化 • 历史问题 • 分布式系统性能测试问题 定位难 • 多版本并发测试 • 故障注入较困难（代码侵 入性强） • 测试环境不稳定，后端Pod 频繁重启 • 解决方案 • Contour产品化 • Istio的灰度发布和流量管理 • Istio的Tracing产品化落地场景—云存储系统 • 历史问题 • 灰度发布 • 预上线系统验证体系 • 系统故障隔离 • 跨集群访问 • 线上问题链路追踪

Redis传输协议 / 复用Redis客户端 • 服务发布Proxy / 并行调用Proxy 服务治理 • 服务治理平台、配置中心 • 监控、日志、分布式跟踪 • 异步调用、压测7/24 流量代理机制 PHP服务发布入流量代理 PHP并行调用出流量代理 16年起开始使用流量代理机制解决跨语言服务治理问题8/24 分享主题：字号 分享嘉宾 发布服务数 2000+ 注册实例数 2万+ 容器化运行方式 • sidecar模式 • 与业务进程相同Pod不同Container 陌陌微服务容器化部署比例在80%以上 并且还在进一步推进 业务接入方式 • 研发人员：升级SDK版本 • SRE：发布系统配置发布项 sidecar模式部署17/24 数据平面升级方式 – 平滑升级机制 平滑要求 • 业务进程不重启 • 流量保持不变 方案选择 • FD迁移 vs 哨兵集群 原理 借助JNI与Netty Java实现FD迁移18/24 数据平面升级方式 – 发布流程 容器化发布方式 • 发布过程同时存在新旧两个Agent • 注入新Container • 预留占位Container • Container内部升级 当前方案 运维Agent • 单个Pod升级Agent • 多个Pod发布编排 Agent发布流程19/24 数据平面容灾方式 服务类应用 • 场景：出流量由入流量产生

Mesh，Sofa和社区主流开发框架 Service Mesh落地要面临的实际要求选择开源产品，还是选择自研？ 起点：开源 起点：自研 全新打造；或依托现有SDK Fork，增强，扩展，定制，集成 回馈社区，反哺开源 维持版本更新，同步升级 未来肯定会开源 可扩展和可定制化是必备的 可 控 性 社 区 支 持 技术输出 内部落地 如何让开源产品接受我们的改动？ 如何让社区和客户认可我们的产品？开源方案选择之第一代Service C++编写，和蚂蚁的技术栈差异大 • 蚂蚁有大量的扩展和定制化需求 • 我们非常认可envoy在数据平面上的表现开源方案选择之第二代Service Mesh Istio • 第一选择，重点关注对象 • 奈何迟迟不能发布生产可用版本 • 性能和稳定性远远不能满足蚂蚁的 要求 • 但我们非常认可Istio的理念和方向 Conduit • 只支持k8s，而蚂蚁尚未普及k8s • 数据平面由Rust编写，过于小众，难于 Mixer连接基础设施后端： Localhost不影响 两倍吞吐量 ü 决策： • 暂时不确认是否会造成 直接影响，先不动 • 等待实际验证后再决定 是否合并report部分 ü 参考 • Conduit已经在新版本 中将report类的功能合 并到Sidecar • 国内的华为/新浪微博 等都选择在Sidecar中 实现功能，没有mixerü 支持跨集群 • 打通多个服务注册中心 • 支持多个注册中心同步信息

定制Istio组件 应用微服务 业务请求 控制流 图例说明 Pilot Mixer APP: Canary Deployment K8s API Server 管控规则 灰度发布 网格增强组件 原生组件 APP： Traffic Management APP ...产品化增强-服务注册发现 出于历史原因，我们使用了Kubernetes来部署服务，但并未使用Kubernetes内置的 Pilot Pull Services xDS Client Request Client Request Client RequestConsul Registry遇到的坑： 1.0版本的Consul Registry只能算PoC（原型验证），远未达到产品要求 CPU占用率超高不下 (Pilot+Consul 占用冲高到 400%) • TIME_WAIT Sockets 太多导致FD耗光 Service V1 Service V1 Service V2 存量网络设备 “金丝雀”设备 消息上报 “金丝雀”用户 灰度发布应 用 运维 通过Envoy插件和Istio协议扩展来实现？产品化增强-其他 • APP：灰度发布、流量控制，更多的APP待业务场景触发 • IPV6支持增强 • 在Istio中集成方法级的调用跟踪 • 在Istio中集成Kafka调用跟踪上游开源社区参与情况

业务逻辑 SDK 协议编解码 服务发现 负载均衡 熔断限流 服务路由 …… 混合在一个进程内， 应用既有业务逻辑， 也有各种功能， 每次升级都要重新发布应用 升级成本高 版本碎片化严重 中间件演进困难6/39 微服务治理与业务逻辑解耦 Part 1： 为什么需要Service Mesh? Service 业务逻辑 SDK 协议编解码 无需感知Mesh - 专注服务间通讯和相 关能力 - 与业务逻辑无关 将SDK客户端 的功能剥离 混合在一个进程内， 应用既有业务逻辑， 也有各种功能， 每次升级都要重新发布应用 业务进程专注于业务逻辑 SDK 中的大部分功能， 拆解为独立进程， 以 Sidecar 的模式运行 将服务治理能力下沉到基础设施，实现独立演进，透明升级7/39 异构系统统一治理

ISTIO 一起工作 • ENVOY 不支持微服务使用的通信协议 • RPC 服务使用的接口，方法，参数语义无法匹配 ISTIO 的路由模 型 • 一个应用上部署了多个 RPC 服务，每个服务有自己的版本 • …ISTIO 控制平面路由的抽象模型 INBOUND OUTBOUNDSOFA 服务注册模型落地一个微服务框架需要的工作 • 部署 ZK 集群作为 RPC 框架的注册中心 • 开发 ZK Platform Multiplexing, Traffic Splitting Context Based RoutingSOFA MESH • http://github.com/alipay/sofa-mesh • 月底发布 0.2.0 版本 • 9月份启动在 UC 的落地 • 蚂蚁主站落地Q & A 我是作者名称http://www.servicemesher.com