AWS 打造容器服务体系，Amazon EKS 这块拼图有多重要？

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冯垚  InfoQ
 
 近年来，随着云计算、大数据、物联网、人工智能等技术的驱动，企业数字化转型正在全球范围内普及。转型的浪潮正在重塑企业的业务战略，根据 IDC 2019 年数据显示，未来数年内企业或组织将会有超过 50% 的信息技术支出用于数字化转型，外加上 2020 年新冠疫情的影响，数字化转型更将成为企业或组织的必经之路。

**对于企业数字化转型而言，应用就是生产力。**原先如何落地实施数字化转型始终考验着企业或组织，而如今随着数字业务灵活性的加速，新架构、集成技术和模式已经从前沿转变为主流应用。对于开发者而言，由于企业或组织对于灵活、低成本、弹性伸缩的架构越发倚重，单体应用在面对新需求时已经显得力不从心。

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**正因如此，微服务作为一种开发的基础架构和组织方法，如今备受追捧。**微服务架构具有敏捷、灵活扩展、轻松部署、技术自由、可重复使用的代码、弹性的优势。其实，微服务架构的概念本身并不是新事物，但为何始终没能真正流行？归根结底，是由于传统的本地化部署使微服务落地变得较为复杂。随着云计算的风靡，真正“解放了”微服务，更好的扩展性、伸缩性与可靠性让微服务的普及成为了必然。

而提到云计算，Amazon 当然是这个时代的开创者。众所周知 2006 年 AWS 正式上线了 EC2、S3 等核心产品，预示着云计算时代的开始。但鲜为人知的是，早在 2001 年 AWS 就已经开始了现代化应用架构的实践。当时 Amazon 采用了一套成熟的架构“单体应用程序 +Oracle 数据库”，但随着电商平台的繁荣，产品从上市到发布的时间成为了企业发展迫在眉睫的瓶颈。

AWS 的微服务实践

Amazon 提出了经典的 Two pizza teams 概念。Two pizza teams 含义为两块披萨饭量的小组，代表着这个团队足够小，同时单个团队仅负责相应的微服务，有充分的权限来进行相应产品的开发，并通过解耦来提升产品开发的敏捷性。而不同团队间利用 DevOps 技术来构建一系列小型且灵活的应用团队，进一步加快团队对于产品的开发过程和节奏。

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**Two pizza teams 将所有应用程序的 API 保持一致，并且拥有不同服务的所有权，这也就实现了面向服务的 SOA 架构，而它的本质同样是微服务。**随着 Amazon 电商平台逐渐转向微服务，AWS 将不同的代码库重构为小型的、集中的、单用途的服务，实现了单一的代码库重构为面向服务的体系架构。如今，在 Amazon 官网上已有上万个微服务在支撑整个电商平台的运行，并且每年的部署次数超过六千万次。

可见 AWS 率先实践微服务，让其奠定了当今的电商与 IT 领域的行业地位。而微服务之所以能成为当下的主流架构，AWS 认为，一方面，在云时代微服务满足了开发者对于应用程序特定功能的开发需求，成为了现代化应用的最佳选择；另一方面，容器为微服务提供了最理想的实现方式，帮助开发者实现了敏捷开发、持续集成与持续发布。

AWS 建设容器服务体系

容器在应用交付的过程中有着先天的优势。自 2016 年后随着 Docker 热潮的逐渐冷却，容器技术逐渐进入下一阶段：如何管理大规模的容器化部署、编排和管理。而如今，当初 Swarm、Kubernetes 以及 Mesos 三分天下的场景早已不在，Kubernetes 遥遥领先坐稳了霸主地位。根据 sysdig 发布的 2019 年容器使用报告显示，已有 77% 的用户正在使用 Kubernetes 技术。

**Kubernetes 的大获全胜，使得 Kubernetes 的实际应用不断增多，其存在的 IP 分配、安全合规、使用场景等问题也层出不穷，自此各大云厂商将精力投入到 Kubernetes 平台的研发当中，并不断完善。**与此同时，由于 Kubernetes 既可在本地运行，也可在云平台运行，如何在两种生产环境中来构建 Kubernetes 的应用，如何利用生产环境中的特性来帮助企业进行数字化转型，也给各大云厂商提出了不小的挑战。

Amazon 作为领先的云厂商，积极拥抱容器化，围绕容器服务打造产品体系。2015 年，AWS 率先推出了 Amazon ECS 全托管容器调度管理服务，其为 AWS 原生 Docker 容器解决方案。随后，为了进一步支持开源的 Kubernetes 的发展，相继推出了 Amazon EKS 与 AWS Fargate。AWS 的容器产品涵盖从底层容器镜像仓库到上层应用网络，支持容器化的全生命周期。

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众多的容器产品组合，可以为企业或组织量身定做在云端的容器服务和容器管理。首先最底层 AWS 提供 Amazon ECR 容器镜像仓库的服务；其次，容器可以运行在两种位置上，其一在 Amazon EC2 虚拟机上构建容器服务，其二选择 AWS Fargate 构建无服务器的容器服务；接着，在容器的管理层，AWS 提供 Amazon ECS 和 Amazon EKS 两种方式。最后，在最上层 AWS 支持不同的服务网格和服务发现，包括 Amazon Cloud Map 与 AWS App Mesh。

EKS 正在成为体系核⼼

虽然 AWS 基于开源 Kubernetes 的容器服务起步较晚，但其发展速度却是最快的，各国开发者对于 AWS 的容器服务认可度也是越来越高。根据 Nucleus Research 在 2019 年进行的调查显示，82% 的云端 Kubernetes 工作负载运行在 AWS 云服务之上。

AWS 顺势而为，2020 年 3 月 13 日，将 Amazon EKS 在宁夏西部云数据技术有限公司运营的 AWS 中国（宁夏）区域和北京光环新网科技股份有限公司运营的 AWS 中国（北京）区域正式商用，更好的为中国开发者提供 Kubernetes 平台和应用程序的容器化的服务。

**Amazon EKS 从结构上来看，EKS 平台不仅仅是一项完全托管的 Kubernetes 服务，更像是 AWS 容器产品的集大成“者”。**

第一，EKS 集群可以选择在 Amazon EC2 虚拟机上构建容器服务，或者使用 AWS Fargate 构建无服务器的容器服务。使用 AWS Fargate 时，开发者无需预置和管理服务器，可以保证每个应用程序按需付费，并通过设计隔离应用程序提高安全性。

第二，EKS 与诸如 Amazon CloudWatch、Auto Scaling 组、AWS Identity and Access Management (IAM) 和 Amazon Virtual Private Cloud (VPC) 之类的服务深度集成，为开发者带来监控、扩展和负载平衡应用程序的无缝体验。

第三，EKS 与 AWS App Mesh 集成，并提供 Kubernetes 原生体验，以使用服务网格功能并为应用程序带来丰富的可观察性、流量控制和安全功能。

Amazon EKS 从设计理念上来看，Amazon EKS 区别于其他 Kubernetes 服务，从设计之初便定位于企业级、完全托管的 Kubernetes 的解决方案，旨在帮助开发者在云端轻松运行 Kubernetes 。此外，EKS 提供 Kubernetes 原生的体验，始终保持和社区同步更新，并且积极将改进意见回馈给 Kubernetes 开源社区。

更多的，开发者使用 Amazon EKS 框架时，还将获得：

* **更全面的安全服务：**Amazon EKS 集成了 AWS 的安全服务，实施 AWS 安全责任共担模式，并结合多项技术保证 EKS 服务的安全运行。例如：IAM 进行身份和验证的管理、CloudTrail 进行 Kubernetes 日志的管理、ACM 进行证书的管理、KMS 进行密钥的管理等。
* **更简便的管理方式：**Amazon EKS 可以帮助 Kubernetes 集群进行节点预配置和全生命周期管理。EKS 负责来进行 Amazon EC2 节点的创建和管理，同时构建起自动伸缩的节点组 Auto Scaling Group，并且同时执行健康检查，减轻开发者在后端的管理压力。
* **更高可用性：**Amazon EKS 提供托管的控制平面，控制平面包含至少两个 API 服务器的节点和跨三个可用区运行的三个 etcd 的节点，保证 EKS Master Node 的高可用构建。同时 Amazon EKS 会自动检测并且替换掉状况不佳的控制平面的实例，以消除单点故障。

Amazon EKS 可以较好的满足开发者对于现代化应用构建的需求。然而，不同于传统的生产资源的集群管理工具，Kubernetes 项目其最大的价值，乃在于它的 API 兼容能力和以此为基础“控制器”模式。在这个体系的指导下，使得 Amazon EKS 可以满足丰富的支持工具。

* **机器学习工具：**Kubeflow 是一套 Kubernetes 的机器学习工具，Amazon EKS 可与 Kubeflow 进行整合，来构建深度学习平台。需要强调的是， 在 Amazon SageMaker 中同样也提供一系列 Kubernetes 的 Operator 相关工具，可方便开发者将 EKS 和 Kubeflow、SageMaker 进行无缝连通。更是有助于容器开发人员和机器学习开发人员，构建相关的机器学习容器化实践。
* **企业迁移：**Amazon EKS 提供一系列迁移的最佳实践和方法，帮助开发者将基于 Kubernetes 的容器平台向 EKS 进行迁移。对于企业或组织而言，集群迁移可以将工作委托给 AWS 处理，无需自行管理 Kubernetes 控制平面，有效的减轻企业的数字化转型难度。
* **数据分析平台：**在大数据领域，Amazon EKS 可基于 Spark 构建数据分析平台，利用 Kubernetes 原生模式来构建 Spark 数据分析平台。另外，EKS 还可利用 R 语言平台，基于 Shiny 和 EKS 构建 R 应用平台，帮助开发者进行数据分析应用的构建。

在落地实践上，对于 Amazon EKS 来说同样不成问题。一方面 EKS 保持了 Kubernetes 平台的速度、稳定性、可扩展性以及与平台的良好集成度，另一方面搭配 AWS 云服务的加持，使其在全球广泛应用，包括金融、社交媒体、电子商务等。而如此庞大的用户基数，也正是 EKS 得以不断优化的关键。

AWS 脚踏实地，遵循“优良的平台架构是企业转型升级的保证”的理念，深耕于企业的数字化转型与应用现代化领域。随着 Amazon SageMaker、Amazon EKS 等产品在中国区正式商用，AWS 也希望通过技术的力量帮助更多的中国企业渡过难关，成功实现企业的现数字化转型，加速新经济的落地。

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