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在2017云栖大会·深圳峰会上，来自阿里云的王升功分享了《Infrastructure as Code——Kubernetes一键编排实践》。他首先从开发者角度分析了基础设施在交互上面临的挑战，提出了基础设施即代码的解决方案。然后，它主要分享了资源编排服务——IaC运行平台以及Kubernetes一键编排的具体实践过程。最后通过实际应用场景分享了一键编排实践的效果。

以下内容根据直播视频整理而成。

从开发者视角看基础设施

我们经常拿IDC和云计算作对比，以此来衬托云计算的变化。IaaS、PaaS、SaaS都是从交付方面来阐述其所做的事情，IaaS是基础设施作为服务来交付，PaaS是把平台作为服务交付，SaaS是软件直接作为服务交付。对于开发人员来说，我们之前可能有专门的IDC，有专门的运维人员负责基础设施的维护（选IDC、网络、机器）。云计算的出现，尤其是基础设施作为服务的一个交付手段的时候，开发人员有时候也需要直接面对基础设施的维护。这就给我们带来了新的挑战：80%的关键系统或服务的异常中断是由人为原因引起；50%的系统异常是由变更、配置、发布、人工操作导致。解决上述问题的核心理念是，尽量减少人参与运维流程中所做的事情。我们的解决方案是自动化编排：取消手工操作让应用部署流程自动化；降低运维复杂度让系统自动对齐业务需求。

Infrastructure as Code–基础设施即代码

从开发人员的角度来说，最熟悉的流程是：写代码、编译、调试、部署、运行，整个流程会使开发人员的安全感比较高。对于基础设施来说，特别是像如今基础设施都是通过服务来交付的情况，而且这些服务都是由像阿里云这样的第三方云服务商交付的情况，我们的安全感可能会缺失。如果让基础设施也像代码一样在开发人员的掌握中，那么缺失的安全感就能够找回。阿里云提供的所有基础设施都提供了Open API方式，所以可以写代码去操作。就像可以写代码申请内存空间一样，我们也可以通过写代码申请一个ECS、SLB。上图中所示的流程也适用于基础设施。

资源编排服务–IaC运行平台

阿里云通过资源编排服务实现上述理念。上图中有三个核心概念：模板，JSON格式的文本文件，它其实对应上述流程中的代码部分，使基础设施变成可以编写的代码，编写时不需要关注资源如何调用Open API等事情；ROS，编排引擎，它本身也通过Open API的方式向外提供服务，它可以通过用户定义的模板创建一系列的资源；资源栈，即阿里云资源集合，未来对资源的管理都可以以资源栈为单位进行集中管理。整个编排过程是一个全自动的过程。

如何实施基础设施即服务的过程呢？如上图所示，首先我们需要对我们的系统进行架构设计，比如如果我们的架构是网站则会涉到负载均衡、RDS资源。接着是模板开发，将设计好的架构编程为模板，模板有足够的能力去表达架构，比如包含的资源，资源之间的关系。将创建好的模板提交给ROS，ROS会根据模板创建资源栈，其出口是一堆资源栈的集合，后期对资源的管理都可以基于资源栈来进行，包括更新、升级。

上图是ROS最简单的编排模板，第一行声明了编排模板的版本。Resources部分，定义了名为k8s_master的资源，类型为ECS实例，并且定义了实例的类型、镜像和安全组。当我们把上述代码提交给编排引擎之后，编排引擎就能根据上述代码创建出一台符合我们要求的ECS实例。

通过资源编排在云端交付开源软件

开源软件交付面临的新问题包括：大计算时代的大型分布式系统架构复杂，角色众多，如何部署？需要与云计算服务整合进行全局优化，如何获取和配置资源？敏捷和DevOps，如何应对快速频繁的部署与销毁？资源编排服务的解决方案：通过编排模板定义云资源的需求和配置；通过CloudInit、Chef进行软件部署；通过全自动的编排引擎进行无人值守的系统交付。

Kubernetes(k8s)

Kubernetes(k8s)的灵感来自于Google Borg，Borg这个系统在Google是做数据中心层面的管理，类似于阿里云的伏羲。而Kubernetes其目的是做容器化应用的自动部署、扩展和管理，社区成员包括Google、IBM、微软、VMWare、Docker等多家公司。如何通过阿里云的资源部署一个最简单的Kubernetes集群？

Kubernetes部署规划

上图是一个非常简单的集群，有三个角色：一个Kubernetes Master，两个Node节点。它们跑在三个ECS上，属于一个独立的VPC网络，只有一个子网VSwitch。

首先我们要规划我们的网络，所有的资源都放在VPC网络下面，VPC网络在安全性和可扩展性方面都比传统网络要好。最上方通过模板定义了一个VPC模板，类型为阿里云ECS VPC，设置了网段、名字。然后创建VSwitch，环境复杂时可以创建多个子网。最后创建SecurityGroup来管理网络规则。从上述流程可以看出，通过模板来创建VPC网络环境，会使问题变得简单、清晰。

紧接着，我们为K8sMaster创建ECS，类型为ECS实例，ImageId可以参数化，给一个子网地址，并指定系统盘类型是SSD。

我们需要在实例中部署Kubernetes的组件，最上方为创建实例时用户指定的数据。中间框中的脚本内容详细展示了部署的过程。

Node角色的创建如上图所示。Node的数量是不确定的，我们需要有一种方式能创建多台Node。ECS InstanceGroup的作用是通过MaxAmount和MinAmount两个值控制实例的个数，当需要确定数量资源的时候可以将这两个值设为一致。其余属性和创建Master时是基本一致的。

上图是Node节点上部署的脚本，作用是在Node节点启动后，在其上部署Node节点所需要的kubelet、docker，以及进行基础环境的配置。

执行编排

上文构建的模板已经实现了我们系统方方面面所需要的东西。上图是输入模板的页面，模板源除了直接输入之外还可以指定url文件。这样我们的模板开发完之后就可以放到一个OSS的地址上，其他人也可以通过这个地址创建、部署同样的系统。

前一个页面点击创建之后，就可以进入事件列表页面。通过模板部署应用的过程中，因为涉及到很多的资源，所以存在有很多事件。对于观察者来说，更希望看到过程中的一些细节，从事件列表就可以实时监控到每一步正在进行的事件是什么，并且可以获知其状态。

当所有的编排动作完成之后，可以进入到资源列表页面。这个页面可以看到整个应用被创建出来的资源细节。

上图是阿里云官方提供的一些样例模板，通过这些模板，我们可以部署Jenkins、docker_ddc等更复杂、更有用的系统。

应用场景：运行环境复制

模板除了有创建资源的用途、运维的用途、软件交互的用途，还可以用于其他场景。比如，当我们实施DevOps的时候，希望有很多靠谱的环境（开发环境、集成测试环境、线上生产环境）。为了让其保证一致，通过手工方式很难做到，但通过模板达到上述目的却比较简单。

类似的场景还有：在模板里定义很复杂的VPC子网结构，做子网规划；做DevOps流程实施；通过编排做资源的创建、删除、规划，做到系统自动扩容、缩容；以模板的形式向客户交付可部署的应用模板。

本文介绍的部署Kubernetes集群的编排模板和一个快捷的部署方法已经整理成云栖社区的文章，供参考：《10分钟自动部署Kubernetes1.6.1集群》