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Knative 核心概念介紹:Build、Serving 和 Eventing 三大核心元件

Knative 主要由 Build、Serving 和 Eventing 三大核心元件構成。Knative 正是依靠這三個核心元件,驅動着 Knative 這艘 Serverless 巨輪前行。下面讓我們來分别介紹一下這三個核心元件。

Build

Knative Build 是基于現有的 Kubernetes 能力之上,提供的一套标準化、可移植、可複用的容器鏡像建構方式。通過在 Kubernetes 上運作複雜的建構任務,Knative Build 使你不必再單獨開發和重複這些鏡像建構過程, 進而通過系統化、工程化的方式,減少了鏡像建構時間及成本。

Build 通過 Kubernetes 自定義資源定義(CRD)實作。 通過 Build 你可以自定義一個從運作到結束的建構流程。例如,可以使用 Knative Build 來擷取、建構和打包代碼。Build 具備以下功能:

  • 支援 Source 源挂載,目前支援的 Source 源包括:
    • git 代碼倉庫
    • 任意容器鏡像
  • 支援通過 BuildTemplate 建立可重複執行建構的模闆
  • 支援 K8s ServiceAccount 身份驗證

典型的 Build 示意圖:

Knative 核心概念介紹:Build、Serving 和 Eventing 三大核心元件

雖然目前 Knative Build 并不提供完整的獨立 CI/CD 解決方案,但它卻提供了一個底層的構模組化塊,使用者可單獨使用該構模組化塊在大型系統中實作內建和利用。

Serving

Knative 作為 Severless 架構最終是用來提供服務的, 那麼 Knative Serving 應運而生。

Knative Serving 建構于 Kubernetes 和 Istio 之上,為 Serverless 應用提供部署和服務支援。其特性如下:

  • 快速部署 Serverless 容器
  • 支援自動擴縮容和縮到 0 執行個體
  • 基于 Istio 元件,提供路由和網絡程式設計
  • 支援部署快照

Knative Serving 中定義了以下 CRD 資源:

  • Service: 自動管理工作負載整個生命周期。負責建立 Route、Configuration 以及 Revision 資源。通過 Service 可以指定路由流量使用最新的 Revision 還是固定的 Revision
  • Route:負責映射網絡端點到一個或多個 Revision。可以通過多種方式管理流量。包括灰階流量和重命名路由
  • Configuration: 負責保持 Deployment 的期望狀态,提供了代碼和配置之間清晰的分離,并遵循應用開發的 12 要素。修改一次 Configuration 産生一個 Revision
  • Revision:Revision 資源是對工作負載進行的每個修改的代碼和配置的時間點快照。Revision 是不可變對象,可以長期保留

資源關系圖:

Knative 核心概念介紹:Build、Serving 和 Eventing 三大核心元件

Eventing

Knative Eventing 旨在滿足雲原生開發中通用需求, 以提供可組合的方式綁定事件源和事件消費者。其設計目标:

  • Knative Eventing 提供的服務是松散耦合,可獨立開發和部署。服務可跨平台使用(如 Kubernetes, VMs, SaaS 或者 FaaS)
  • 事件的生産者和事件的消費者是互相獨立的。任何事件的生産者(事件源)可以先于事件的消費者監聽之前産生事件,同樣事件的消費者可以先于事件産生之前監聽事件
  • 支援第三方的服務對接該 Eventing 系統
  • 確定跨服務的互操作性

事件處理示意圖:

Knative 核心概念介紹:Build、Serving 和 Eventing 三大核心元件

如上圖所示,Eventing 主要由事件源(Event Source)、事件處理(Flow)以及事件消費者(Event Consumer)三部分構成。

事件源(Event Source)

目前支援以下幾種類型的事件源:

  • ApiserverSource:每次建立或更新 Kubernetes 資源時,ApiserverSource 都會觸發一個新事件
  • GitHubSource:GitHub 操作時,GitHubSource 會觸發一個新事件
  • GcpPubSubSource: GCP 雲平台 Pub/Sub 服務會觸發一個新事件
  • AwsSqsSource:Aws 雲平台 SQS 服務會觸發一個新事件
  • ContainerSource: ContainerSource 将執行個體化一個容器,通過該容器産生事件
  • CronJobSource: 通過 CronJob 産生事件
  • KafkaSource: 接收 Kafka 事件并觸發一個新事件
  • CamelSource: 接收 Camel 相關元件事件并觸發一個新事件

事件接收/轉發(Flow)

目前 Knative 支援如下事件接收處理:

  • 直接事件接收

    通過事件源直接轉發到單一事件消費者。支援直接調用 Knative Service 或者 Kubernetes Service 進行消費處理。這樣的場景下,如果調用的服務不可用,事件源負責重試機制處理。

  • 通過事件通道(Channel)以及事件訂閱(Subscriptions)轉發事件處理

    這樣的情況下,可以通過 Channel 保證事件不丢失并進行緩沖處理,通過 Subscriptions 訂閱事件以滿足多個消費端處理。

  • 通過 brokers 和 triggers 支援事件消費及過濾機制

從 v0.5 開始,Knative Eventing 定義 Broker 和 Trigger 對象,實作了對事件進行過濾(亦如通過 ingress 和 ingress controller 對網絡流量的過濾一樣)。

通過定義 Broker 建立 Channel,通過 Trigger 建立 Channel 的訂閱(subscription),并産生事件過濾規則。

事件消費者(Event Consumer)

為了滿足将事件發送到不同類型的服務進行消費, Knative Eventing 通過多個 k8s 資源定義了兩個通用的接口:

  • Addressable 接口提供可用于事件接收和發送的 HTTP 請求位址,并通過

    status.address.hostname

    字段定義。作為一種特殊情況,Kubernetes Service 對象也可以實作 Addressable 接口
  • Callable 接口接收通過 HTTP 傳遞的事件并轉換事件。可以按照處理來自外部事件源事件的相同方式,對這些傳回的事件做進一步處理

目前 Knative 支援通過 Knative Service 或者 Kubernetes Service 進行消費事件。

另外針對事件消費者,如何事先知道哪些事件可以被消費? Knative Eventing 在最新的 0.6 版本中提供 Registry 事件注冊機制, 這樣事件消費者就可以事先通過 Registry 獲得哪些 Broker 中的事件類型可以被消費。

總結

Knative 使用 Build 提供雲原生“從源代碼到容器”的鏡像建構能力,通過 Serving 部署容器并提供通用的服務模型,同時以 Eventing 提供事件全局訂閱、傳遞和管理能力,實作事件驅動。這就是 Knative 呈現給我們的标準 Serverless 編排架構。

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