全自主研发Docker容器调度引擎——Newbon

背景

大家所熟知的Docker容器调度引擎包括，K8S, Swarm, Mesos和Rancher，这些调度引擎都是开源的国外引擎，各有各的特点。在同客户和圈内人士沟通中，很多人直言国内容器创业公司大多只是将各种开源组件集成在一起，同质化严重，没有核心竞争力。作为国内第一批的容器创业公司——Ghostcloud精灵云，深知国内需要在容器的诸多领域拥有真正完全可控，同时具有核心竞争力的产品。因此，容器云平台最核心的调度引擎迫切需要一个完全可控，自主的产品，在这种背景下Newbon应运而生。Newbon取自“牛犇”的谐音，意在构建一个稳定的，牢固的容器调度引擎。接下来就简单介绍一下Newbon的实现细节，并通过一系列视频进行功能展示。

组成

Newbon包含几个核心部分：

• Api-Server : 为UI和第三方集成提供调用接口。
• Scheduler : 负责解释定义，收集数据和执行调度。
• DNS/ETCD : 负责服务注册，服务发现，订阅和容器主机访问。
• Executer :负责执行Server端下发命令。
• Monitor : 负责监控主机和容器的各种状态。
• Heapster : 负责健康检查。
• Calico+ : 经过二次开发的基于Calico的网络插件。
• Nginx : 七层负载均衡器。
• HAProxy : 四层/七层负载均衡器。
• Keepalive : 高可用组件。

典型逻辑结构

下面是典型的逻辑结构图：

最上层是高可用集群，中间接负载均衡器，底层接多个应用服务，从这幅图就能看出，Newbon从设计之初就支持高可用，负载均衡和弹性伸缩，以及多服务挂载。
接下来我们重点介绍下Newbon中负责解释定义，收集数据和执行调度的核心组件Scheduler。

Scheduler功能包括

• 解释服务定义
• 选择合适的节点创建容器
• 监控节点和容器运行状态
• 服务注册和注销
• 自动扩容和缩容
• 灰度升级(Rolling Upgrade)

服务发现，服务注册和注销

在容器调度引擎中，这三个过程可以说是最核心的地方。Newbon借鉴了多个调度引擎的优点，使用了ETCD和DNS并结合控制服务器来实现以下功能：

• 创建服务后自动创建DNS记录用于访问相关容器：
• A记录，通过域名访问单个容器和一组容器。
• SRV记录，记录容器提供的服务协议、端口、优先级和提供服务的IP列表。
• 容器状态健康后注册SRV信息：
• 当容器停止或处于不健康状态时，会注销DNS A记录和SRV信息。

自动扩容和缩容

这一部分主要通过以下方式实现：

• Agent monitor 模块实时监测容器cpu和内存使用情况：

定义性能指标阈值和容器运行上限和下限。

• 扩容：

当容器平均性能指标超过阈值一段时间（1分钟）后启动自动扩容，创建更多容器以达到阈值要求的90%。
当没有主机资源运行新容器时，自动申请新主机（限公有云环境）。

• 缩容：

当一段时间（3分钟）负载持续低于阈值80%启动缩容。
优先删除新创建容器和主机，以释放资源和降低运营成本。