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微博红包:大规模Docker集群实践经验分享

| 作者 陈飞 关注 0 他的粉丝 发布于 2015年3月8日. 估计阅读时间: 8 分钟 | CNUTCon 了解国内外一线大厂50+智能运维最新实践案例。

编者按

每年除夕看春晚,今年除夕抢红包。在整个羊年的春节假期里,大家都在忙着抢各种各样的电子红包,互联网用红包的方式革新了我们的拜年方式。为此,InfoQ策划了“春节红包”系列文章,以期为读者剖析各大平台的红包活动背后的技术细节。本文为微博篇。

羊年春晚Docker集群成功的为1.02亿小伙伴刷微博、抢红包提供了可靠的服务。本文将为大家揭开微博平台Docker集群的神秘面纱,包括集群规模,技术架构等方面情况。不过在分享前,先问两个问题,不知道大家是否正为这两个问题而纠结:

  1. Docker技术能够解决什么问题?
  2. Docker技术是否足够成熟,是否可以在生产环境上大规模应用?

一个月前,微博平台也在这两个问题中纠结一段时间,事实胜于雄辩,先来看一下微博平台Docker集群的规模情况:

  • Docker集群规模达到1000+节点
  • QPS峰值达到800K/s
  • 4个9的服务SLA达到150ms
  • 共覆盖23个核心服务
  • 春晚共调度近300节点完成动态扩容

在引入任何新技术之前,在架构决策上必须回答:我们现在有什么问题,它能够解决吗。否则就变成了唯技术论,造成不必要的资源浪费。促使平台做出决定的一个主要因素就是春晚的红包飞活动。现在大家都知道,微博春晚红包飞共计抽取了3.5亿次,马云的支付宝红包以及任性土豪的1234567元跨年红包,在3分钟内被抢光,带动用户用活跃度提升46%,达到1.02亿用户。同时广大用户还活跃在各种粉丝群中,为了抢到一个分组红包手机屏幕都快点碎了。面对这种到处开花的流量峰值,传统按照业务峰值部署集群的方式,设备成本将无法接受。所以平台需要一种能够在集群间快速调度业务的技术方案。

Docker是目前能够实现这一目的的最佳方案。为什么原有的集群管理方式,无法实现快速业务切换呢,关键问题是环境的差异性。程序猿都知道在代码运行的世界里,拆东墙补西墙是一件不靠谱的事情,弄不好会塌方的。虚拟化可以实现隔离软件运行环境差异性,目前虚拟化技术有以OpenStack为代表传统VM技术,和以Docker为代表的Container技术两大类。如何在二者中进行选择,平台从下面几个维度进行了评估,供大家参考:

 

Docker

OpenStack

结论

启动速度

秒级

分钟级

面对流量峰值,速度就是一切

复杂度

基于内核的namespace技术,对现有基础设施的侵入较少

部署复杂度较高,并且很多基础设施不兼容

因为平台是对已有的线上生产系统进行改造,必须选择侵入性较小的容器化技术

执行性能

在内核中实现,所以性能几乎与原生一致

对比内核级实现,性能较差

微博核心业务对服务SLA要求非常苛刻

可控性

依赖简单,与进程无本质区别

依赖复杂,并且存在跨部门问题

生产系统集群可控性是核心竞争力能力

体积

与业务代码发布版本大小相当,MB级别

GB级别

当集群大规模部署时,体积小就代表更大的并发调度量

下面先介绍目前微博平台Docker集群的技术栈:

  • 宿主机:CentOS 6.5
  • Docker:1.3.2
  • Registry:docker-registry 0.9.1版本
  • 组网:host模式
  • 监控:cAdvisor + Elasticsearch + Kibana + Graphite
  • 文件系统:devicemapper
  • 镜像发布:Jenkins Container
  • 容器:容器即服务,服务即容器
  • 日志:volume挂载
  • 生命周期管理:自研,类似Compose
  • 服务发现:自研,类似Kubernetes的Pods和Service

那么从无到有部署一个超过1000节点,风险和挑战是非常大的。必须有一套方法能够确保在改造过程中业务的稳定性,平台也想了很多办法,但其实宗旨就一个:可控。把这些方法可以总结为几条原则:

  • 规模化
  • Stupid But Works
  • 无缝对接

先来谈一谈规模化。乍一看,规模化与可控是对矛盾体。程序员都知道,如果一种新技术不在大规模环境下验证通过,是无法证明其可靠性。从业务角度,一旦引入新技术,就要承担出问题的风险,所以业务都希望引入的新技术是通过大规模环境验证过的。对于这种情况,一般做法有两种,一种是先在一个业(bei)务(cui)试点,成功后再进行推广。但是这种方式主要问题是反复概率较大,引用一句台词就是:“我吃了没事,不代表你吃了就没事”,结果就会出现到处打补丁的局面,不利于架构标准化。所以平台采用的是“大锅饭”的方式,就是所有业务同时上马,逐步增加规模。这种方式好处显而易见,差异性可以在第一时间得到解决,最终只有一套标准化架构。但这种方式需要非常强的项目管理能力,保证各业务组目标一致,分工明确,里程碑清晰,同时还需要项目组成员有强烈的使命感,时间意识,团队意识。

搞定团队之后,首要任务就是要使工作保持方向,那么什么是正确方向呢:Stupid But Works。新技术落地项目失败有很多因素,其中主要一个诱因就是:完美主义,或者叫偷换目标。典型症状如下:目前架构不够优雅,需要XXX。例如Docker的组网能力饱受诟病,此时不应该纠结一个完美的组网方案,否则就可能项目不保。因为技术突破都依赖很多先决条件,可能是受限于基础网络环境,受限于内核能力,所以此时最佳的策略是跟上趋势,积累经验,伺机突破。再比如Docker对日志数据管理方式奇多,但最完美的并不一定适合你,如果此时决定对现有的日志管理进行改造,就合原本的目标背道而驰了。最佳的策略是选择认知成本最小的方案,而不是最完美的方案。

对已有集群进行Docker化改造,最大的一个阻力就是新老结合问题,所以Docker集群必须能与原有运维、研发系统无缝对接,才能够使项目顺利进行。例如容器化,是否改造代码。平台当时遇到的一个问题是不同宿主机的容器分配的ip有可能是一样的,原本获取本地ip的代码就会取到相同的值,直接导致分布式系统跟踪系统失效。所以要在Docker层面解决这个差异性,而尽量不修改原系统设计。

对于Docker未来部署规模达到万级别后,还有很多技术难题有待解决,平台也会在下面几个方面继续探索,希望能够把经验回馈给社区:

  • 网络瓶颈,万级别的容器部署,势必会挑战现有的网络基础设施,交换机的转发表项会遇到瓶颈。网络隔离可以保证服务间互不影响,但是又限制了灵活调度,SDN是大趋势。
  • 弹性调度,目前还处于“社会主义初级阶段”,一切都还要靠“中央”下达指令。Kubernetes、Mesos、Swarm等技术提供在万级别集群规模下自动化弹性调度的可能性,但整体解决方案我们也还在摸索。

微博平台期待你的加入,共同开始打造大规模Docker集群。


感谢郭蕾对本文的策划和审校。

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by Wang Frank

微博的技术拓展方向勇气十足,很有指导意义

docker 日志收集 by mode yang

请问下,日志收集具体的形式可否告之,谢谢。

Re: docker 日志收集 by yang fei

可以通过数据卷Volume来解决日志收集的问题

非常赞 by 郑 洋飞

在大公司能够大规模使用,希望能够多多讲下在上千台规模时候的坑,其实我们更希望分享里面遇到的问题。

不错,合理的解决了这个突发需求 by Liao Yongfa

满足需要,不用增加服务器导致用过就闲置。

内核版本 by 林 宇翔

请问 CentOS 6.5 使用什么版本的内核呢?

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