摘要：節(jié)點(diǎn)資源預(yù)留導(dǎo)致的浪費(fèi)。虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了和這兩大容器產(chǎn)品的無縫對接，豐富了集群的彈性能力。單個虛擬節(jié)點(diǎn)計算資源理論無上限，無需擔(dān)心容量問題。通過虛擬節(jié)點(diǎn)及，可以用最小的資源成本，來應(yīng)對高峰期的任務(wù)壓力，提升整體任務(wù)效率。

隨著云原生概念的深入人心，越來越多的企業(yè)開始著手基于容器相關(guān)技術(shù)來部署其應(yīng)用，Serverless也開始在企業(yè)IT基礎(chǔ)構(gòu)建中發(fā)揮出越來越重要的作用。UCloud 先后推出了開箱即用的容器集群管理服務(wù)UK8S，和兼容K8S使用習(xí)慣，高效彈性的Serverless容器實(shí)例Cube，以滿足用戶在不同應(yīng)用場景下的構(gòu)建需求。

UCloud發(fā)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中，用戶往往既希望能夠獲得Kubernetes自身強(qiáng)大的自動部署、自動伸縮能力和豐富生態(tài)，又希望能擁有Serverless資源的高效彈性能力和強(qiáng)安全性、隔離性特點(diǎn)，因此Virtual Kubelet 插件應(yīng)運(yùn)而生。

Kubernetes 集群中的彈性伸縮
UCloud UK8S容器集群管理服務(wù)，為用戶提供了容器和集群兩個維度的彈性伸縮功能：
? HPA（Horizontal Pod AutoScaler），能夠根據(jù)容器的CPU、內(nèi)存或者QPS等指標(biāo)自動擴(kuò)縮，為應(yīng)用提供容器維度的彈性伸縮；
? CronHPA 根據(jù)預(yù)先制定的計劃任務(wù)擴(kuò)縮Pod，支持與HPA兼容，協(xié)同工作；
? CA（Cluster AutoScaler）在集群有Pod因資源不足Pending時擴(kuò)容節(jié)點(diǎn)，在Node資源申請率不足設(shè)定閾值時縮容節(jié)點(diǎn)。
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通過現(xiàn)有的彈性伸縮插件，已經(jīng)能夠滿足一部客戶業(yè)務(wù)流量波動時的資源擴(kuò)縮容需求，但仍然存在一些不可避免的問題：
? 資源擴(kuò)容時間長。CA插件只有在集群因資源不足導(dǎo)致Pod無法被調(diào)度時才會觸發(fā)添加Node節(jié)點(diǎn)的動作，具有一定的滯后性；Node節(jié)點(diǎn)啟動的分鐘級延時對于緊急核心業(yè)務(wù)而言延時仍過長，在業(yè)務(wù)流量激增的場景下無法平滑擴(kuò)容。
? 節(jié)點(diǎn)資源預(yù)留導(dǎo)致的浪費(fèi)。為避免資源擴(kuò)容時間長給業(yè)務(wù)帶來的不穩(wěn)定性，多數(shù)用戶還是會選擇在可預(yù)知的高峰期前，提前創(chuàng)建Node節(jié)點(diǎn)，應(yīng)對業(yè)務(wù)量的增長。用戶實(shí)際為基礎(chǔ)資源冗余，而非真正業(yè)務(wù)需求付費(fèi)，確保了業(yè)務(wù)穩(wěn)定，但也造成了一定的資源浪費(fèi)。
? 運(yùn)維過程繁瑣。在容器應(yīng)用之外，用戶仍然需要關(guān)注基礎(chǔ)資源層面的運(yùn)維和擴(kuò)縮容問題，應(yīng)用管理和運(yùn)維不夠簡單。

虛擬節(jié)點(diǎn)：快速擴(kuò)容，按量付費(fèi)
為了解決上述的問題，UK8S推出了虛擬節(jié)點(diǎn)功能，從集群控制面來看，虛擬節(jié)點(diǎn)與集群Node節(jié)點(diǎn)類似，可以被管理、調(diào)度，但沒有實(shí)體虛擬機(jī)或物理機(jī)存在，只是作為一個插件，用戶可通過虛擬節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建Serverless容器實(shí)例Cube。虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了UK8S和Cube這兩大UCloud容器產(chǎn)品的無縫對接，豐富了UK8S集群的彈性能力。

通過Virtual kubelet，可以用最小的運(yùn)維成本（無需調(diào)整節(jié)點(diǎn)數(shù)量），來應(yīng)對集群計算資源高峰壓力。

目前用戶在使用UK8S的過程中，通常都會由于在線業(yè)務(wù)流量高峰，或者突發(fā)離線計算任務(wù)，出現(xiàn)臨時的資源需求?，F(xiàn)有UK8S集群通過Cluster Autoscaler集群伸縮插件，在Pod因資源不足而無法調(diào)度時幫助集群添加Node節(jié)點(diǎn)，滿足資源需求。但云主機(jī)的啟動及環(huán)境安裝通常需要一段時間，Pod往往需要等待若干分鐘才能被調(diào)度運(yùn)行。與現(xiàn)有的容器及集群擴(kuò)縮容插件相比，通過虛擬節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建Serverless容器實(shí)例Cube，能夠?qū)崿F(xiàn)秒級的Pod應(yīng)用部署，具有簡單、兼容、彈性、低價四點(diǎn)優(yōu)勢：

1. 簡單

虛擬節(jié)點(diǎn)通過控制臺UK8S集群管理頁面直接添加，并進(jìn)行相關(guān)配置，無需額外命令行操作。
圖片

1. 兼容

虛擬節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建后，用戶即可通過標(biāo)準(zhǔn)K8S接口，將Pod調(diào)度到Cube上運(yùn)行，每個Cube容器組等價于K8S中的一個Pod。

通過虛擬節(jié)點(diǎn)生成的Cube實(shí)例，支持EmptyDir、UDisk PVC等類型Volume的掛載，可與UK8S集群中其他應(yīng)用共享ConfigMap、Secret等對象，方便用戶進(jìn)行應(yīng)用和配置的管理。

1. 彈性

通過虛擬節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建Cube實(shí)例，免去了Node節(jié)點(diǎn)資源創(chuàng)建的延時，Cube Pod秒級的拉起速度對核心業(yè)務(wù)的相應(yīng)更及時，讓資源利用更加靈活、彈性。單個虛擬節(jié)點(diǎn)計算資源理論無上限，無需擔(dān)心容量問題。

1. 低價

Cube實(shí)例以容器應(yīng)用為中心，實(shí)例資源完全為應(yīng)用服務(wù)，按需付費(fèi)。應(yīng)用快速拉起，用戶無需預(yù)先進(jìn)行資源預(yù)留，也進(jìn)一步節(jié)省了成本。

典型應(yīng)用場景
由于Cube具備免服務(wù)器運(yùn)維、秒級啟動、按需付費(fèi)等優(yōu)勢，通過Virtual Kubelet虛擬節(jié)點(diǎn)組件，能夠很好地作為UK8S集群的補(bǔ)充，尤其適用于應(yīng)對突發(fā)性業(yè)務(wù)和彈性擴(kuò)縮等場景。

1. 在線業(yè)務(wù)的彈性擴(kuò)容?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)用戶，特別是電商、社交等行業(yè)，都會有明顯峰谷期，用戶可通過UK8S集群及普通UHost節(jié)點(diǎn)保障常態(tài)資源使用，在業(yè)務(wù)高峰期通過虛擬節(jié)點(diǎn)秒級拉起Cube實(shí)例，從容應(yīng)對突發(fā)流量。
2. 離線計算任務(wù)。對于計算密集型的數(shù)據(jù)處理等場景，例如很多企業(yè)在凌晨或者周末、月末都需要進(jìn)行的大批量數(shù)據(jù)計算業(yè)務(wù)，基于Cube快速啟動、按秒計費(fèi)的特性，用戶方可在短時間內(nèi)啟動大量，滿足業(yè)務(wù)對海量計算資源的即時需求，用完即刪，無需提前囤積資源，在滿足業(yè)務(wù)需求的同時，將成本優(yōu)化做到最大化。
3. CI/CD任務(wù)。企業(yè)用戶CI/CD 任務(wù)，通常集中在幾個固定的時間段，短時間內(nèi)大量任務(wù)的堆積，容易導(dǎo)致發(fā)版較慢等問題，嚴(yán)重時可能影響關(guān)鍵業(yè)務(wù)上線。通過虛擬節(jié)點(diǎn)及Cube，可以用最小的資源成本，來應(yīng)對高峰期的任務(wù)壓力，提升整體任務(wù)效率。

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