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Kubernetes v1.9 发布对 Windows Server 容器的 Beta 支持

作者：Michael Michael (Apprenda) |

发表时，Michael Michael 是 SIG-Windows 的负责人。

随着 Kubernetes v1.9 的发布，我们致力于确保 Kubernetes 在任何地方都能良好运行并惠及所有人的使命迈出了重要一步。我们已将对 Windows Server 的支持推进到 Beta 阶段，同时在 Kubernetes 和 Windows 平台上持续推进特性和功能改进。自 2016 年 3 月以来，SIG-Windows 一直致力于为许多 Windows 特定的应用和工作负载在 Kubernetes 上运行打开大门，显著扩展了实施场景和 Kubernetes 在企业中的应用范围。

各种规模的企业都在 .NET 和基于 Windows 的应用上投入了大量资金。如今，许多企业应用组合包含 .NET 和 Windows，Gartner 声称 80% 的企业应用运行在 Windows 上。根据 StackOverflow Insights 的数据，40% 的专业开发者使用 .NET 编程语言（包括 .NET Core）。

但为什么这些信息很重要？这意味着企业同时拥有遗留应用和新生云原生应用（微服务），它们利用了广泛的编程框架。业界正大力推动将现有/遗留应用现代化为容器，采用类似于“拎包入住”(lift and shift) 的方法。将现有应用现代化为容器也为在额外的 Windows 或 Linux 容器中引入新功能提供了更大的灵活性。容器正成为打包、部署和管理现有应用和微服务的事实标准。IT 组织正在寻找一种更简单、更统一的方式来编排和管理其 Linux 和 Windows 环境中的容器。Kubernetes v1.9 现在为 Windows Server 容器提供 Beta 支持，使其成为编排任何类型容器的明确选择。

特性

Kubernetes 对 Windows Server 容器的 Alpha 支持对于概念验证项目和可视化 Kubernetes 中 Windows 支持的路线图来说非常好。然而，Alpha 版本存在显著缺点，并且缺少许多特性，尤其是在网络方面。SIG-Windows、微软、Cloudbase Solutions、Apprenda 以及其他社区成员齐心协力，创建了一个全面的 Beta 版本，使 Kubernetes 用户能够开始评估和使用 Windows。

Kubernetes 上 Windows Server 容器的一些关键特性改进包括

  • 对 Pod 的支持得到改进！Pod 中的多个 Windows Server 容器现在可以使用 Windows Server 中的网络隔间共享网络命名空间。此特性使 Pod 的概念与基于 Linux 的容器达到同等水平
  • 通过每个 Pod 使用单个网络端点降低网络复杂性
  • 使用虚拟过滤平台 (VFP) Hyper-v Switch 扩展（类似于 Linux iptables）的基于内核的负载均衡
  • 容器运行时接口 (CRI) 的 Pod 和节点级别统计信息。现在可以使用从 Pod 和节点收集的性能指标对 Windows Server 容器进行配置，以便进行水平 Pod 自动扩缩容
  • 支持使用 kubeadm 命令将 Windows Server 节点添加到 Kubernetes 环境。Kubeadm 简化了 Kubernetes 集群的配置，并且通过对 Windows Server 的支持，您可以使用单个工具在您的基础设施中部署 Kubernetes
  • 支持 ConfigMaps、Secrets 和 Volumes。这些是关键特性，允许您将容器的配置与实现分离，在某些情况下还能确保安全。Kubernetes 1.9 Windows 支持的亮点在于网络增强。随着 Windows Server 1709 的发布，微软在操作系统和 Windows 主机网络服务 (HNS) 中启用了关键的网络功能，为生成一系列与 Kubernetes 中的 Windows Server 容器配合使用的 CNI 插件铺平了道路。Kubernetes 1.9 支持的 Layer-3 路由和网络 overlay 插件如下所示
  1. 上游 L3 路由 - 在上游 ToR 中配置 IP 路由
  2. 主机网关 - 在每个主机上配置 IP 路由
  3. Open vSwitch (OVS) 和 Open Virtual Network (OVN) 带 Overlay - 支持 STT 和 Geneve 隧道类型 您可以阅读更多关于它们各自的配置、设置和运行时能力的信息，以便为您的 Kubernetes 网络栈做出明智的选择。

尽管您必须继续在 Linux 中运行 Kubernetes 控制平面和主控组件，但您现在可以在 Kubernetes 中引入 Windows Server 作为节点。作为一个社区，这是一个巨大的里程碑和成就。我们现在将开始在 Kubernetes 中看到 .NET、.NET Core、ASP.NET、IIS、Windows 服务、Windows 可执行文件以及更多基于 Windows 的应用。

未来展望

此 Beta 版本的发布投入了大量工作，但社区意识到在将 Windows 支持作为 GA（正式发布）用于生产工作负载之前，还需要进一步投入。2018 年前两个季度的一些重点领域包括

  1. 继续在网络领域取得进展。更多 CNI 插件正在开发中，并接近完成
  • Overlay - win-overlay（使用 Flannel 的 vxlan 或 IP-in-IP 封装） 
  • Win-l2bridge（主机网关） 
  • 使用云网络构建 OVN - 不带 overlays
  • 在 ovn-kubernetes 中支持 Kubernetes 网络策略
  • 支持 Hyper-V 隔离
  • 支持有状态应用的 StatefulSet 功能
  • 生成可在任何基础设施和许多公共云提供商（如 Microsoft Azure、Google Cloud 和 Amazon AWS）上运行的安装工件和文档
  • SIG-Windows 的持续集成/持续交付 (CI/CD) 基础设施
  • 可伸缩性和性能测试 尽管我们尚未确定 GA 的时间表，但 SIG-Windows 预计将在 2018 年上半年发布 GA 版本。

参与其中

随着我们在 Kubernetes 中将此特性推进至正式发布阶段，我们欢迎您参与其中，贡献代码，提供反馈，将 Windows Server 容器部署到您的 Kubernetes 集群，或简单地加入我们的社区。