学习 Kubernetes 基础知识

案例研究:
在艰难的零售环境下寻找数百万的潜在成本节约

公司  Nordstrom     地点  西雅图, 华盛顿     行业  零售

挑战

Nordstrom 希望提高其技术运营的效率和速度，其中包括 Nordstrom.com 电子商务网站。与此同时，Nordstrom 技术公司正在寻找压缩技术运营成本的方法。

解决方案

在四年前采用 DevOps 转型并启动持续集成/部署 (CI/CD)项目后，该公司将部署时间从 3 个月缩短到 30 分钟。但是他们想在部署环境上走得更快，所以他们开始他们的云原生之旅，采用与 Kubernetes 协调的Docker容器。

影响

为 Nordstrom 构建 Kubernetes 企业平台的团队高级工程师 Dhawal Patel 说，“使用 Kubernetes 的 Nordstrom 技术开发人员现在项目部署得更快，并且能够只专注于编写应用程序。”此外，该团队还提高了运营效率,根据工作负载将 CPU 利用率从 5 倍提高到 12 倍。Patel 说：“我们运行了数千台虚拟机 (VM),但无法有效地使用所有这些资源。借助 Kubernetes ,我们甚至不需要尝试去提高群集的效率,就能使运营效率增长 10 倍。”
“我们一直在寻找通过技术进行优化和提供更多价值的方法。通过 Kubernetes ，我们在开发效率和运营效率这两方面取得了示范性的提升。这是一个双赢。”

-— Dhawal Patel, Nordstrom 高级工程师
当 Dhawal Patel 五年前加入 Nordstrom ，担任该零售商网站的应用程序开发人员时，他意识到有机会帮助加快开发周期。

在早期的 DevOps 时代,，Nordstrom 技术仍然遵循传统的孤岛团队和功能模型。Patel 说：“作为开发人员，我花在维护环境上的时间比编写代码和为业务增加价值的时间要多。我对此充满热情，因此我有机会参与帮助修复它。”

公司也渴望加快步伐，并在 2013 年启动了首个持续集成/部署 (CI/CD)项目。该项目是 Nordstrom 云原生之旅的第一步。

开发人员和运营团队成员构建了一个 CI/CD 管道，在内部使用公司的服务器。团队选择了 Chef ，并编写了自动虚拟 IP 创建、服务器和负载均衡的指导手册。Patel 说：“项目完成后,部署时间从 3 个月减少到 30 分钟。我们仍有开发、测试、暂存、然后生产等多个环境需要重新部署。之后，每个运行 Chef 说明书的环境部署都只花 30 分钟。在那个时候，这是一个巨大的成就。”

但是，新环境仍然需要很长时间才能出现，因此下一步是在云中工作。如今，Nordstrom Technology 已经构建了一个企业平台，允许公司的1500 名开发人员在云中部署以 Docker 容器身份运行的应用程序，这些应用程序由 Kubernetes 进行编排。
“了解到早期的社区支持和项目迭代指标，我们肯定 Kubernetes 一定会成功的，因此我们以 Kubernetes 为核心重建了我们的系统。”
Patel 说：“云提供了对资源的更快访问,因为我们在内部需要花数周时间才能部署一个虚拟机 (VM)来提供服务。但现在我们可以做同样的事情，只需五分钟。”

Nordstrom 首次尝试在集群上调度容器，是基于 CoreOS fleet 的原生系统。他们开始使用该系统做一些概念验证项目，直到 Kubernetes 1.0发布时才将正式项目迁移到里面。Nordstrom 的 Kubernetes 团队经理 Marius Grigoriu 表示：“了解到早期的社区支持和项目迭代指标，我们肯定 Kubernetes 一定会成功的，因此我们以 Kubernetes 为核心重建了我们的系统。” 虽然 Kubernetes 通常被视为微服务的平台，但在 Nordstrom 担任关键生产角色的 Kubernetes 上推出的第一个应用程序是 Jira。Patel 承认：“这不是我们希望作为第一个应用程序获得的理想微服务，但致力于此应用程序的团队对 Docker 和 Kubernetes 非常热情，他们希望尝试一下。他们的应用程序部署在内部运行，并希望将其移动到 Kubernetes。

对于加入的团队来说,这些好处是立竿见影的。Grigoriu 说：“在我们的 Kubernetes 集群中运行的团队喜欢这样一个事实，即他们担心的问题更少，他们不需要管理基础设施或操作系统。早期使用者喜欢 Kubernetes 的声明特性，让他们不得不处理的面积减少。
Grigoriu 说：“在我们的 Kubernetes 集群中运行的团队喜欢这样一个事实，即他们担心的问题更少，他们不需要管理基础设施或操作系统。早期使用者喜欢 Kubernetes 的声明特性，让他们不得不处理的面积减少。”
为了支持这些早期使用者，Patel 的团队开始发展集群并构建生产级服务。“我们与 Prometheus 集成了监控功能，并配有 Grafana 前端；我们使用 Fluentd 将日志推送到 Elasticsearch ，从而提供日志聚合”Patel 说。该团队还增加了数十个开源组件，包括 CNCF 项目，而且把这些成果都贡献给了 Kubernetes 、Terraform 和 kube2iam 。

现在有60多个开发团队在 Nordstrom 上运行 Kubernetes ，随着成功案例的涌现，更多的团队加入 进来。Patel 说：“我们最初的客户群，那些愿意尝试这些的客户群，现在已经开始向后续用户宣传。一个早期使用者拥有 Docker 容器，他不知道如何在生产中运行它。我们和他坐在一起，在15分钟内，我们将其部署到生产中。他认为这是惊人的，他所在的组织更多的人开始加入进来。”

对于 Nordstrom 而言，云原生极大地提高了开发和运营 效率。现在，使用 Kubernetes 的开发人员部署速度更快，可以专注于在其应用程序中构建价值。一个团队从 25 分钟的合并开始，通过在云中启动虚拟机来进行部署。切换到 Kubernetes 的过程速度是原来 5 倍，将合并时间缩短为 5 分钟。
“借助 Kubernetes ，我们甚至不需要尝试去提高群集的效率，目前 CPU 利用率为 40%，较之前增长了 10 倍。我们正在运行 2600 多个客户 pod ，如果它们直接进入云，这些 Pod 将是 2600 多个 VM。我们现在在 40 台 VM 上运行它们，因此这大大降低了运营开销。
速度是伟大的，并且很容易证明，但也许更大的影响在于运营效率。Patel 说：“我们在 AWS 上运行了数千个 VM ，它们的总体平均 CPU 利用率约为 4%。借助 Kubernetes ，我们甚至不需要尝试去提高群集的效率，目前 CPU 利用率为 40%，较之前增长了 10 倍。我们正在运行 2600 多个客户 pod ，如果它们直接进入云，这些 Pod 将是 2600 多个 VM。我们现在在 40 台 VM 上运行它们，因此这大大降低了运营开销。

Patel 说：“如果我们能构建一个本地 Kubernetes 集群，我们就能将云的力量带到本地快速调配资源。然后，对于开发人员，他们的接口是Kubernetes；他们甚至可能没有意识到或不关心他们的服务现在部署在内部，因为他们只与 Kubernetes 合作。 因此，Patel 热切关注 Kubernetes 多集群能力的发展。他说：“有了集群联合，我们可以将内部部署作为主群集，将云作为辅助可突发集群。因此,当有周年销售或黑色星期五销售,我们需要更多的容器时，我们可以去云。”

这种可能性以及 Grigoriu 和 Patel 的团队已经使用Kubernetes所提供的影响，是 Nordstrom 最初在云原生之旅中所起 的作用。Grigoriu 说：“在当下的零售模式下，我们正在努力在力所能及的地方建立响应能力和灵活性。Kubernetes 使得为开发端和运维端同时带来效率的提升，这是一个双赢。”