01-Knative基础

1.1 Knative是什么

• 基于kubernetes平台，用于部署和管理现代serverless工作负载，是serverless平台，而非serverless实现

  

• 若能够把kubernetes看作是一个分布式内核，则Knative也可被类比为该内核之上的分布式libc；

1.2 Knative项目

• Knative项目简介
  • Google于2018年7月正式发布；
  • Kubernetes平台的原生扩展组件，让其能够轻松的部署，运行和管理serverless类型的云原生应用
  • 由RedHat,Google和IBM等公司，以及各种初创公司组成的开源社区共同维护
  • 目标在于Serverless技术标准化
• Knative的组件
  • Serving
    • 部署管理及扩展无状态应用
    • 支持由请求驱动计算
    • 支持缩容到0
  • Eventing
    • 以声明的方式创建对事件源的订阅，并将事件路由到目标端点
    • 事件订阅、传递和处理
    • 基于pub/sub模型连接knative的工作负载
  • Build
    • 从源代码构建出应用镜像
    • 已经由独立的Tekton项目取代

1.3 Knative 架构

• 遵照Kubernetes的范式，以扩展的方式，通过自定义API资源类型支持
  • 自动化完成服务的部署和扩缩容（Serving）
  • 标准化事件驱动基础设施(Eventing)
• Serviing
  • Serving Controller
  • Resources API
    • Service
    • Configuration
    • Revision
    • Route
• Eventing
  • Eventing Controller
  • Resources API
    • Broker
    • Trigger
    • EventType

1.3.1 Knative Serving架构

• 相关的资源API定义在"serving.knative.dev"群组中

• 主要包括四个CRD

  • Service
    • 对自动编排Serverless类型应用的功能的抽象，负责自动管理工作负载的整个生命周期
    • 能自动控制下面三个类型的资源对象的管理
  • Configuration
    • 反映了Service当前期望状态(Spec)的配置
    • Service对象的更新，也将导致Configuration的更新
  • Revision
    • Service的每次代码或者配置变更都会生成一个Revision
    • 快照型数据，read-only
  • Route
    • 将请求流量路由到目标Revision
    • 支持将流量按比例切分并路由到多个Revision

1.3.1 Knative Eventing

1.3.1.1 事件

• 关于“事件”
  • 时间是一个不可变的小段数据，记录了系统在特定时间内的特定行为，或状态的转变
  • 通过读取系统的事件流（序列），可以重建系统的运行历史
  • 事件的格式
    • 事件的格式完全可由开发者自行决定
    • CNCF的CloudEvents规范至力于事件格式的标准化
    • 目前，众多云服务商都开始支持该规范
• 关于“事件驱动”
  • 不存在一个规范、严格的定义，任何使用事件通知范式（pub/sub）的系统都是事件驱动的系统
  • 事件驱动的系统大体分为两类
    • 响应式（reactive）：本质上是非同步性质的函数调用（或HTTP RESTful/RPC调用）
    • 流处理（stream processing）：密集式、面向数据式使用事件，订阅者通常是流处理器，它从事件流中提取状态，并将状态传递给相关方
• 关于“事件源（Event Sourceing）”
  • 事件数据的持久化模式
  • 通常基于事件日志保存不可变的事件信息

1.3.1.2 Knativing Eventing

• Knative Eventing

  • 负责为事件的生产和消费提供基础设施，可将事件从生产者路由到目标消费者，从而让开发人员能够使用事件驱动架构
  • 各资源者是松散耦合关系，可分别独立开发和部署
  • 遵循CloudEvents规范

  

1.4 重点说明

• Knative是FaaS解决方案吗？
  • Knative并未提供FaaS
  • 用户可在Knative和Kubernetes之上，借助于第三方项目自行构建FaaS系统，例如Kyma Project
• Knative为Kubernetes扩展出的功能
  • Serving
    • 替代Deployment控制器，负责编排运行基于HTTP协议的无状态应用
    • 额外提供的功能特性
      • Knative的Service对象，相当于Kubernetes上的 Service+Deployment 的功能
      • 基于单个请求进行负载均衡
      • 基于请求的快速、自动化扩缩容，并支持收缩至0实例
      • 通过在Pod扩展时缓冲请求来削峰填谷
      • 流量切分
  • Eventing
    • 声明式事件配置接口

1.5 Knative适合运行的应用类型

• Knative仅适合运行特定类型的应用：无状态、容器化的服务器应用
  • 监听于某套接字之上提供服务的应用，不适合运行批处理作业
  • 仅支持无状态应用，同一服务的各实例间无差别，可简单进行扩容和缩容；
  • 仅支持通过HTTP/1、HTTP/2或gRPC通信的服务端应用；
  • 应用程序要能够构建为OCI容器镜像；

1.6 如何获取Knative服务

• 自行部署Knative
  • 需要事先准备出Kubernetes集群
  • 事先选定一个可用的网络层来路由和治理流量
    • Istio（istio-ingressgateway）
    • Contour
    • Kourier
• 基于Knative的商业产品
  • Cloud Native Runtimes for VMware Tanzu
  • Google Cloud Run：Google完全托管（包括Kubernetes集群）的Knative平台
  • Google Cloud Run for Anthos/GKE：GKE集群中托管的Knative安装
  • IBM Cloud Kubernetes Service：IKS集群中托管的Knative安装
  • Red Hat OpenShift Serverless：Openshift托管的Openshift集群上的Knative安装
  • Pivotal Function Service（PFS）：在Kubernetes上构建和运行函数、应用程序和容器的平台