Kubernetes云供应商架构的未来

作者：AndrewSy Kim（VMware），MikeCrute（AWS），WalterFender（谷歌）

大约9个月前，Kubernetes社区同意组建云供应商（Cloud Provider）特别兴趣小组（SIG）。理由是一个负责管理的SIG来拥有和塑造Kubernetes与其支持的众多云供应商之间的集成点。从那时起，我们已经提出了很多动议，我们将在此与大家分享迄今取得的成就以及我们希望未来的发展方向。

使命

首先，我想分享SIG的使命，因为我们用它来指导我们现在和将来的工作。从我们的章程中直接来看，SIG的使命是简化，开发和维护云供应商集成，作为Kubernetes集群的扩展或附加组件。这背后的动机是双重的：确保Kubernetes保持可扩展性和云中立（agnostic）。

https://github.com/kubernetes/community/blob/master/sig-cloud-provider/CHARTER.md

云供应商的现状

为了获得前瞻性的工作视角，我认为重新审视云供应商的当前状态非常重要。今天，每个核心Kubernetes组件（除了调度程序和kube-proxy）都有一个-cloud-provider标志，你可以配置该标志以启用一组与底层基础架构提供程序集成的功能，即云供应商程序。启用此集成可为群集启用一系列功能，例如：节点地址和区域发现，具有Type= LoadBalancer的服务的云负载平衡器，IP地址管理以及通过VPC路由表的群集网络。今天，云供应商集成可以在树中或在树外完成。

In-Tree和Out-of-Tree供应商

树内云提供程序是我们在主Kubernetes存储库中开发和发布的供应商程序。这导致将每个云供应商的知识和上下文嵌入到大多数Kubernetes组件中。这使得更多原生集成（例如，kubelet）能够通过来自云供应商的元数据服务来请求关于其自身的信息。

In-Tree Cloud Provider Architecture（来源：kubernetes.io）

树外云供应商是可以独立于Kubernetes核心开发，构建和发布的供应商。这需要部署一个名为cloud-controller-manager的新组件，该组件负责运行以前在kube-controller-manager中运行的所有特定于云的控制器。

Out-of-Tree云供应商架构（来源：kubernetes.io）

当最初开发云提供程序集成时，它们是原生开发的（在树中）。我们将每个供应商集成在Kubernetes的核心附近，并在今天的k8s.io/kubernetes整体存储库中。随着Kubernetes变得越来越普遍，越来越多的基础设施供应商希望原生支持Kubernetes，我们意识到这种模式不会扩展。每个提供程序都会带来大量依赖项，这会增加代码库中的潜在漏洞，并显着增加每个组件的二进制大小。除此之外，更多Kubernetes发行说明开始关注供应商特定的更改，而不是影响所有Kubernetes用户的核心更改。

在2017年末，我们为云供应商开发了一种方法来构建集成，而无需将它们添加到主Kubernetes树（树外）。这成为生态系统中新的基础设施供应商与Kubernetes集成的事实上的方式。从那时起，我们一直在积极努力迁移所有云供应商以使用树外架构，因为如今大多数集群仍在使用树内云供应商。

展望未来

展望未来，SIG的目标是删除所有现有的树内云供应商，转而使用树外的实现，同时对用户的影响最小。除了上面提到的核心云供应商集成之外，还有更多的云集成扩展点，如CSI和镜像凭据供应商，正在为v1.15积极开展工作。达到这一点意味着Kubernetes真正与云中立，没有针对任何云供应商的原生集成。通过这项工作，我们使每个云供应商能够独立于Kubernetes以自己的节奏开发和发布新版本。我们现在已经知道，这是一项具有独特挑战的巨大壮举。迁移工作负载绝非易事，尤其是当它是控制平面的重要组成部分时。在即将发布的版本中，我们的SIG最优先考虑在树内和树外云供应商之间提供安全且简便的迁移路径。如果你对此感兴趣，我建议你查看我们的一些KEP并通过加入邮件列表或我们的Slack渠道（Kubernetesslack中的#sig-cloud-provider）与我们的SIG取得联系。

https://github.com/kubernetes/enhancements/tree/master/keps/sig-cloud-provider

https://groups.google.com/forum/#!forum/kubernetes-sig-cloud-provider