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焕然一新的Mesos

| 作者 俞捷 关注  他的粉丝 , 宋子豪 关注 1 他的粉丝 发布于 2017年6月5日. 估计阅读时间: 8 分钟 | QCon上海2018 关注大数据平台技术选型、搭建、系统迁移和优化的经验。

小引

MesosCon北京将于6月20日到22日在北京国家会议中心举行。这是Linux基金会主办的一年一度的Mesos盛会。报名详情请见这里,购票记得使用7折优惠码MCA1730。

闲言碎语

很早的时候,就想找个机会,静下心来,好好写一篇介绍Mesos的文章,好让国内对Mesos感兴趣的同学能有更深入的了解,同时吸引更多志同道合的小伙伴加入社区。苦于项目上的压力,接二连三的deadline,以及作为一个重度拖延症患者与生俱来的自我开脱能力,这篇blog post就一直在我的backlog里面。拖沓至今,恰逢MesosCon Asia将于6月20日至22日在北京国家会议中心举办,同时即将发布Mesos 1.3即将发布,希望借此机会,能在这篇文章里跟大家分享Mesos最近几个版本的关键性功能,以及对Mesos未来的一点思考与探讨。

言归正传

最近两年,Mesos有了很大的变化,尤其自Mesos 1.0发布以来,项目发展的步伐明显变快,每一个新版本都在保持稳定性的同时,都包含了一些关键性的功能。在此,我们着重为大家介绍Mesos 1.1的嵌套容器 (Nested Container) 与任务组 (Task Group)。

Nested Container and Task Group (嵌套容器与任务组)

熟悉容器的同学,可能已经对Pod有一定的了解,我们可以这样定义Pod的:在同一机器共同管理下的一组容器共享着部分资源(如网络、储存卷等),却又允许每个容器享有别的专有资源(如容器镜像、资源限额等)。以下,是在生产环境中Pod的使用场景:

  • 在主应用程序容器旁运行一个辅助容器(如日志收集、备份等)。

  • 在主应用程序容器旁运行一个配适器容器(如监测终端、队列消耗等)。

  • 在一个Pod里运行一系列中转任务,其任务不影响Pod里其余任务的正常运行(如正在备份数据至持久化储存卷的任务)。

  • 保证历史遗留却重要的应用能与所支持的进程性能隔离。

  • 部署一组有着相同生命周期的容器,调度器针对这些容器进行统一调度。

为了在Mesos支持以上生产环境中所需要的真实场景,我们给Mesos定义了两个最新概念:任务组(Task Group)和嵌套容器(Nested Container):

一点Mesos的背景知识

在Mesos的世界,很长的一段时间里,一直有着执行器(Executor)和任务(Task)的概念,每台机器允许运行多个执行器的同时,每个执行器允许运行多个任务,更为详细地说,每个执行器是运行在一个容器当中(称之为执行器容器),同时,每个任务运行在执行器容器中。请看以下简要示意图:

1. 调度器部署任务:

2. 任务运行在执行器里,同时执行器在容器中运行:

3. 执行器可运行多个任务:

4. Agent可以运行多个执行器:

任务组(Task Group)

在此之前,支持Pod场景的限制在于,现有的Scheduler和Executor API不能原子性地(atomically)发送一组任务给Executor,尽管一个Scheduler可以使用现有的API部署多个任务在同一个Executor上,但这些任务是以单个事件的形式抵达Executor(一次只传递一个任务),由于任何一个任务有可能在其传递的过程中被遗漏(如网络分隔等原因),多任务传递的原子性得不到保证。所以,基于最新的任务组,我们能保证用户定义的任务组能够全部原子性地传递到Executor,这就是我们给任务组定义的“全有或全无”机制。

若想了解更多关于任务组,请阅读任务组API用户文档

嵌套容器(Nested Container)

嵌套容器,顾名思义,指的是嵌套于另一容器当中的容器,他们共享着network namespace于储存卷且允许享有其各自的容器镜像和资源限额。

我们通过定义新的Agent API来管理嵌套容器,任何被授权的管理者或执行器,都可以利用这个新的API来部署、管理、清理嵌套容器。与此同时,我们支持嵌套容器的多层嵌套,最多嵌套32层(由Linux Kernel pid namespace和user namespace等因素决定)。

以下是利用新的Agent API部署嵌套容器的简要工作流程:

1. 执行器发送LAUNCH_NESTED_CONTAINER的命令给Agent:

2. 基于执行器部署嵌套容器的命令,Agent在执行器容器中部署了一个嵌套容器:

3. 执行器发送WAIT_NESTED_CONTAINER的命令给Agent,让其监控此嵌套容器的状态:

4. 根据指定的容器ID,Agent监控嵌套容器并等待其运行中止或结束,一旦此嵌套容器中止或结束任务,Agent将发送其退出状态(exit status)给执行器:

在不久的将来,我们还将为嵌套容器开发更多的特性,如嵌套容器的资源隔离(目前所有嵌套容器共享其执行器容器的资源,如CPU、GPU、内存等)、嵌套容器的资源使用统计数据等。如果有同学对某些特性感兴趣、有更好的建议、或希望为Mesos容器化贡献力量,欢迎跟我们联系(Mesos Slack Channel: @gilbert @jieyu)。

今天就码到这吧,本来想把Mesos 1.2的标志特性Debug Container也一起概括进来的,但考虑到内容较多,还是留给下次好了。接下来即将发布的几个Mesos新版本,都将会包含一些非常重要的特性,如Mesos 1.3的multi-rolehierarchy-role、Mesos 1.4的Resource Provider和对CSI(最新容器储存标准)的支持,我们对此充满信心,敬请期待!

最后,同学们要是对Mesos容器化的发展方向及开发状态感兴趣,欢迎加入到我们的Mesos容器化工作组,我们会根据大家的讨论及各大公司的需求,一同决定Mesos容器化各项特性的优先级,欢迎各位同学给我们多提意见与建议!

作者简介

宋子豪,Apache Mesos PMC/Committer,现任Mesosphere分布式系统工程师,自2015年起专注于Mesos容器领域的开发,主要参与贡献了Unified Containerizer、Pods等关键性功能。宋子豪毕业于加州大学圣巴巴拉分校,计算机工程硕士。目前关注云计算及分布式系统。

俞捷博士,现任美国 Mesosphere 公司架构师,技术总监。从 2013 年起担任 Apache Mesos 项目管理委员会委员,是代码的主要贡献者之一。现在主要负责容器,存储和网络方面的开发与维护。在 Mesosphere 之前,曾在 Twitter 担任高级软件工程师,参与 Twitter Mesos 集群的开发与维护。博士毕业于美国密西根大学计算机科学与工程系,从事并行计算方面的研究,曾多次在国际顶级会议和杂志上发表研究论文。本科毕业于复旦大学软件工程系。

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