如何才能提供容器云服务？

一、容器与容器云

容器（Linux Container）也可译为集装箱，详见《高冷的云原生，原来可以这样理解》。

容器是计算演进方向的一个节点（物理机、虚拟机、容器、无服务器计算）。

虚拟机采用的虚拟化技术是Hypervisor（KVM、XEN）。优点是隔离性较好，存在的问题是每个虚拟机需要操作系统、依赖环境，运行起来比较重，启动时间长。

容器采用的虚拟化技术是Namespace（《Linux 基础知识：网络命名空间》）和Cgroup，进行操作系统内核级的虚拟化。优点是轻量、秒级启动，缺点是容器间的隔离，安全性需要提高。

虚拟机的管理有CloudStack、OpenStack。

容器的管理也出现了Mesos、Swarm、Kubernetes。

Kubernetes的基础知识，可查阅：

Kubernetes：术语解释

Kubernetes：集群部署

Kubernetes：逻辑组件

Kubernetes：Pod简易理解

Kubernetes：flannel网络

Kubernetes：应用部署与访问

Kubernetes较好地解决了应用的编排与调度问题，但也存在着容器的安全隔离弱、运维管理成本高，需要进行容量规划、节点管理、服务组件告警处理等问题。

二、公有云是如何提供容器服务的？

以阿里云为例，提供了容器服务ACK、弹性容器实例ECI、Serverless容器服务 ASK等。

下面我们来看下这些产品所解决的痛点是什么？

1. 容器服务ACK

针对Kubernetes学习曲线高、运维难等问题，公有云厂商通过适配和增强Kubernetes，简化运维工作，推出Kubernetes托管服务。

阿里云推出了容器服务ACK（Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes），提供不同等级的服务：

用户自己进行容量规划、节点（Master和Worker）部署（ ECS或者裸金属 ）、维护等工作，称为专有模式。

用户只需部署Worker节点，Master节点和相关运维工作则由阿里云负责，称为托管模式。

如需扩容Kubernetes集群，则只需调整ECS个数，其它工作则自动完成（响应级别为分钟级）。

2. 弹性容器实例ECI

容器服务ACK中，不论是专用模式还是托管模式，都需要进行容量的手工伸缩（分钟级），并都存在资源利用不充分的问题（带来成本）。

针对这些问题，阿里云推出了弹性容器实例ECI（Elastic Container Instance）。一个ECI就是一个Pod（Pod由阿里云来运维），供Kubernetes调度和运行。用户只需提供打包好的镜像，并为容器运行消耗的资源按需付费（免运维）。

ECI（容器形态）和ECS（虚拟机形态）具有同样的地位，共享共用阿里云的计算基础设施。

3. Serverless Kubernetes（ASK）

基于ECI，阿里云推出了“Serverless”版本的ASK（Alibaba Serverless Kubernetes），不仅实现了Master节点的托管，还实现了计算节点的无限扩展。计算节点使用了Virtual Node来管理ECI（POD），用户只需提交Yaml 文件即可创建Pod。

每个Virtual Node最多支撑3000个POD，如POD数量超过3000个，则需要创建多个Virtual Node。

那么，Virtual Node是如何实现的呢？

在《Kubernetes：逻辑组件》一文中，我们知道Kubernetes集群的逻辑组件包含kubelet，而kubelet的作用就是在Node节点上运行，接受kube-scheduler的调度请求，并根据请求信息创建和运行容器。

为了让ECI这样的容器弹性实例与Kubernetes集成，作为其中的Node节点，微软Azure发起了Virtual Kubelet开源项目。其基本原理是Virtual Kubelet启动时，会伪装成一个Work节点，也就是Virtual Node，向kube-api-server组件注册，当有请求调度到Virtual Node时，Virtual Kubelet调用Provider的API接口，实现Pod的创建。