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焕然一新的Mesos,有哪些可以期待?

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作者介绍

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。

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 将于下周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:

调度器部署任务

部署

任务运行在执行器里,同时执行器在容器中运行:

容器

 执行器可运行多个任务:

焕然一新的Mesos,有哪些可以期待?插图(2)

 Agent 可以运行多个执行器:

   Agent

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:

执行器发送 LAUNCH_NESTED_CONTAINER 的命令给 Agent:

容器

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:

容器

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:

Agent

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:

Agent

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-role 和 hierarchy-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!

文章来自微信公众号:高效开发运维

本文链接:http://www.yunweipai.com/20164.html

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