基于Kubernetes的PaaS应用管理平台的设计与实现

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近年来,云化是整个IT行业的主旋律,以云原生、微服务为特征的云化改造方兴未艾,容器、PaaS平台等云化新技术发源于互联网公司,但在电信、电力、石油等传统行业也有广阔的应用空间,本文结合电信行业的应用特点,提出一种基于Kubernetes的PaaS应用管理平台的实现方案。本文的主要工作有:1)针对如何基于Kubernetes来构建PaaS应用管理平台这一问题,给出了整体实现方案,并结合典型的企业应用(电信运营支撑系统)场景,对kubernetes原生不满足要求的两个组件(服务网关和配置管理)给出了详细的替代方案,使得整个方案能够支撑企业复杂的架构和管理需求。2)本文对平台的资源调度这一功能进行了优化,提出一种基于资源使用预测来优化调度的方法。Kubernetes默认的调度算法仅考虑了应用在某一时刻的资源需求量,是静态值。本文引入了机器学习算法(Prophet时序预测算法),根据历史数据预测应用未来的负载特征,并将这个特征应用到调度算法的优先级因子计算中,从而实现更精准的调度,提高资源利用率。本文使用了能够兼容原生调度策略的调度扩展方法,既能使用新增的预测算法来优化调度,又能复用Kubernetes原生的调度策略,因而具有更好的实用性。3)通过搭建测试环境对本文提出的方案进行了验证。基于本文的方案所实现的平台已经在国内外十几个项目上应用,取得了较好的推广应用价值。
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