Kubernetes 集群下的 Serverless 架构

前言

Serverless 架构已经成为了现代应用开发的一种重要方式，它能够使得开发者更专注于业务逻辑，而无需关注底层架构的管理。而 Kubernetes 作为目前最流行的容器编排平台，也能够提供一种 Serverless 架构的支持方式。本文将会详细介绍在 Kubernetes 集群下实现 Serverless 架构的方案。

Kubernetes 中的 Serverless

在 Kubernetes 中，我们可以使用 Knative 来构建 Serverless 架构。Knative 是一个 Kubernetes 的扩展组件，它能够为 Kubernetes 提供 Serverless 的能力。Knative 中主要包含了两个组件：Knative Serving 和 Knative Eventing。

Knative Serving

Knative Serving 是 Knative 的核心组件，它提供了一种 Serverless 应用的构建和运行方式。Knative Serving 提供了以下几个重要概念：

  • Service：Knative Serving 中的 Service 与 Kubernetes 中的 Service 类似，但是它更加轻量级，能够支持更快的启动和伸缩。Service 是一个逻辑上的概念，它定义了一组 Pod，这些 Pod 可以对外提供服务。
  • Revision：Revision 是 Service 的一个版本，它定义了一个 Service 的具体实现。每当一个 Service 的代码或配置发生变化时，都会创建一个新的 Revision。Knative Serving 会自动管理多个 Revision 的版本，并且能够进行流量的切换和回滚。
  • Route：Route 定义了一个 Service 的访问路径和流量规则。Knative Serving 支持基于 HTTP 和 DNS 的路由方式。Route 可以将流量分发到不同的 Revision 上。

下面是一个简单的 Knative Serving 的示例：

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这个示例定义了一个名为 helloworld 的 Service，它使用了一个名为 gcr.io/knative-samples/helloworld-go 的镜像。这个镜像会输出一个 Hello World 的消息，并且会将环境变量 TARGET 的值替换为 Knative。我们可以使用 kubectl apply 命令来创建这个 Service：

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创建完成后，我们可以使用 kubectl get ksvc 命令来查看这个 Service 的状态：

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可以看到，这个 Service 已经创建成功，并且可以通过 http://helloworld.default.example.com 访问。

Knative Eventing

Knative Eventing 提供了一种基于事件的消息传递机制，它能够将不同的事件源和事件消费者连接起来。Knative Eventing 提供了以下几个重要概念：

  • Broker：Broker 是一个消息队列，它用于存储事件消息。Knative Eventing 支持多种不同的 Broker 实现，包括 Apache Kafka 和 NATS 等。
  • Trigger：Trigger 定义了一个事件消费者，它会监听指定的事件类型和条件，并在事件发生时触发一个动作。Trigger 可以将事件发送到一个 HTTP 端点、一个 Knative Serving Service 或者一个事件网关上。
  • Event：Event 是一个 JSON 格式的消息，它包含了事件的类型和数据。事件可以由任何来源产生，例如 Kubernetes 中的资源变更、HTTP 请求或者自定义的代码逻辑等。

下面是一个简单的 Knative Eventing 的示例：

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这个示例定义了一个名为 default 的 Broker，它使用了默认的 NATS 实现。我们可以使用 kubectl apply 命令来创建这个 Broker：

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创建完成后，我们可以使用 kubectl get broker 命令来查看这个 Broker 的状态：

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可以看到，这个 Broker 已经创建成功，并且可以通过 http://default-broker.default.svc.cluster.local:9092 访问。

示例代码

下面是一个基于 Knative Serving 和 Knative Eventing 的示例代码：

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这个示例是一个简单的 HTTP 服务，它会接收一个名为 name 的参数，并返回一个 Hello World 的消息。我们可以使用以下命令将这个服务打包成一个 Docker 镜像：

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然后，我们可以使用以下命令将这个镜像部署到 Kubernetes 集群中：

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这个部署文件定义了一个名为 my-helloworld 的 Knative Serving Service，它使用了我们刚才打包的镜像。创建完成后，我们可以使用以下命令来查看这个 Service 的状态：

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创建完成后，我们还需要创建一个 Knative Eventing 的 Trigger，用于监听 HTTP 请求：

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这个 Trigger 会监听类型为 dev.knative.samples.helloworld 的事件，并将事件发送到名为 my-helloworld 的 Knative Serving Service 上。我们可以使用以下命令来创建这个 Trigger：

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创建完成后，我们就可以使用 curl 命令来测试这个服务了：

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可以看到，这个服务已经成功返回了一个 Hello, Knative! 的消息。

总结

Knative 提供了一种基于 Kubernetes 的 Serverless 架构的支持方式，它能够帮助开发者更专注于业务逻辑，而无需关注底层架构的管理。本文介绍了 Knative Serving 和 Knative Eventing 的基本概念和使用方式，并且提供了一个完整的示例代码。希望本文能够帮助读者更好地理解 Kubernetes 中的 Serverless 架构。

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