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Kubernetes v1.17 版本解讀 | 雲原生生態週報 Vol. 31

作者 | 徐迪、李傳雲、黃珂、汪萌海、張曉宇、何淋波 、陳有坤、李鵬
稽核 | 陳俊

上游重要進展

1. Kubernetes v1.17 版本釋出

功能穩定性是第一要務。v1.17 包含 22 個增強功能:14 個增強功能已逐漸穩定,4 個增強功能已進入 beta 版,4 個增強功能已進入 alpha 版本。

Major Theme

  • 雲提供商標籤達到 GA

這個自 1.2 版本就引入的 label,在 1.17 版本終於 GA。之前舊的 label 已經被廢棄掉:以下 3 箇舊的 label 已經被廢棄掉了:

beta.kubernetes.io/instance-type (deprecated) -> node.kubernetes.io/instance-type

failure-domain.beta.kubernetes.io/region  (deprecated) ->  topology.kubernetes.io/region

failure-domain.beta.kubernetes.io/zone  (deprecated) -> topology.kubernetes.io/zone

  • Volume Snapshot 進入 beta

在 1.12 版本中首次以 v1alpha 版本引入,在 1.13 中升級為 v2alpha(不相容 v1alpha 版本),目前在 1.17 版本正式進入 beta 版;

  • in-tree 儲存外掛遷移到 CSI 已是 beta

從 1.14 開始遷移 alpha。

特性穩定

  • Taint Node by Condition GA

將 kube-scheduler  所關心的 Node 狀態從 Conditions(例如:OutOfDisk\MemoryPressure)轉化到 Taints。Taints 成為 kube-scheduler 判斷 Node 狀態的唯一來源,同時使用者也可以在 Pod 上通過宣告 Tolerations 來容忍排程到有這些 Taints 的節點。

  • Configurable Pod Process Namespace Sharing

Pod 內所有容器共享 PID Namespace 特性 GA。該特性將方便 Pod 內程序訊號傳遞(如 Sidecar 容器中的日誌程序完成日誌輪轉後,通知業務容器程序使用新的日誌)以及 Pod 內殭屍程序回收等。

  • ScheduleDaemonSet Pods by kube-scheduler

Damoneset 的 pod 的排程從 daemonset controller 遷移到 kube-scheduler 來做排程,從而支援 PodAffnity、PodAntiAffinit 等能力。

  • DynamicMaximum Volume Count

該特性是為了支援排程感知單個 Node 上可以掛載的 Volume 個數的上限,且每個 Node 的上限可由儲存外掛自己動態設定。一般雲廠商提供的雲主機對某些儲存卷(如塊儲存)能掛載的數量有限制,該特性支援排程器在選擇 Node 時排除那些掛載的儲存卷已經超過該 Node 支援的 Maximum Volume Count 的 Node 節點。

  • KubernetesCSI Topology Support

通過 CSI 實現的儲存外掛支援儲存拓撲排程感知特性,即可以通過 Pod 被排程到的 Node 對應的拓撲位置資訊(如 Node 所屬的 Region/Zone/Rack 等等)決定動態建立的雲端儲存的拓撲位置,也可以通過 StorageClass 限制動態建立的儲存的拓撲位置,還可以通過 Pod 使用的 PV 的拓撲限制決定 Pod 可被排程的 Node 節點。

  • Provide Environment Variables Expansion in SubPathMount

subPath 用在單個 Pod 多個容器或者一個容器中多個 mountPath 在共享同一個 volume 時以建子目錄的方式在同一個 Volume 上做目錄隔離。而 subPathExpr 欄位可以從 Downward API 環境變數構造 subPath 目錄名,可更加靈活地動態生成對應的子目錄名。

  • Defaulting of Custom Resources

Custom Resource 目前缺乏 default 機制,而 default 值對 API 的相容性影響重大。這個功能通過 OpenAPI v3 的校驗機制來為 CRD 新增預設值。

  • Move Frequent Kubelet Heartbeats To Lease Api

Lease api 進入 GA 階段,kubelet 使用 lease api 週期性彙報心跳,相比 NodeStatus,lease 物件更小,可以降低 kube-apiserver 壓力。

  • Break Apart The Kubernetes Test Tarball

kubernetes-test.tar.gz 之前打包內嵌了各個平臺的二進位制檔案。現在發行的 Kubernetes-test 包將以平臺為單位,分拆成多個包。

  • Watch Bookmarks GA

kube-apiserver 通過增加 Bookmark 事件通知 watcher 伺服器端當前最新 resourceVersion,可以降低 watcher 重啟時對 kube-apiserver 造成的壓力。

  • Behavior-Driven Conformance Testing

一致性測試框架進行修改以支援定義行為測試。行為測試是一組基於經驗,程式碼檢查,API 模型為視角的測試定義。而測試本身是具體對行為進行驗證。此功能讓兩者進行分離。

  • Finalizer Protection For Service Loadbalancers

增加 finalizer 去做 Load Balancer 型別的 Service 刪除保護,確保 Service 這種資源物件在 Load Balancer 被摘除之後才能被刪除。

  • Avoid Serializing The Same Object Independently ForEvery Watcher

之前多個客戶端 watch 同一個物件時,需要對同一個物件序列化多次,引入該特性後,同一個物件只需要序列化一次,在 5000 個節點的測試環境中,可以減少 5% 的 CPU 和 15% 的記憶體消耗。

重要變化

Add IPv4/IPv6 Dual Stack Support 新增 IPv4/IPv6 雙協議棧支援。即允許將 IPv4 和 IPv6 地址分配給 Pods 和服務。預計會在 1.18 版本對 kube-proxy 支援 IPv4/IPv6 雙協議棧,程式碼正在 review 中;

其他重要特性

  • Topology Aware Routing of Services (Alpha): 即讓 Service 可以實現就近轉發,比如同節點、同 AZ、同 Region 等等;
  • RunAsUserName for Windows:增強 windows 容器的安全性,通過 feature gate 開啟。1.16 版本 alpha 功能引入,在 1.17 已經變成 beta 版本(預設自動開啟)。

2. Knative變更

  • 安裝後不啟動例項

目前第一次啟動時總是啟動一個,用來檢查使用者程式碼是否正常工作,但在某些場景下不想啟動任何例項。建議實現一個全域性配置,並且可以在 revision 級別覆蓋配置,如果不啟動例項,則馬上把狀態設定為 ready,如果有流量過來按冷啟動流程啟動例項。

  • 想在 revision 中新增 dnsPolicy 和 runtimeClassName

還沒有足夠的理由新增這些屬性。

  • proposal to delete ingress channel

從 Broker/Trigger 模型中刪除 ingress channel。當前 Broker 會建立 2 個 channels: trigger 和 ingress.  ingress channel 用於接收 trigger 的響應結果,然後傳送給 ingress service. 但是目前看起來是額外的多了一跳,引入了延遲和可靠性的問題,比較好的方式是直接將響應結果傳送給 ingress service.

開源專案推薦

1. dive

一個 docker image 分析工具,幫助快速分析各 layer 的內容,有助於減小整個映象的大小。

2. amazon-vpc-cni-k8s

aws 上基於 ENI 的網路外掛。

3. Draino

負責 cordon 和 drain 節點,提供了 dry run 模式。

4. Apache Dubbo-go

dubbo 的 golang 實現。

本週閱讀推薦

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文章主要講述瞭如何去定位一個 deployment 無法正常工作的問題。

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“阿里巴巴雲原生關注微服務、Serverless、容器、Service Mesh 等技術領域、聚焦雲原生流行技術趨勢、雲原生大規模的落地實踐,做最懂雲原生開發者的技術圈。”