解讀革命性容器叢集CCE Turbo：計算、網絡、排程全方位加速

摘要：CCE Turbo是華為雲推出的一款革命性容器叢集。

5月31日，在華為雲Techwave雲基礎設施技術專題日上，華為雲容器批量計算首席架構師馬達對CCE Turbo的技術内幕進行了深度解讀，CCE Turbo是華為雲推出的一款革命性容器叢集，在華為開發者大會（Cloud）2021上正式釋出，通過計算、網絡、排程的全方位加速，為企業應用創新提速。

為了解決叢集伺服器性能無法完全發揮的問題，華為雲基于擎天架構的軟硬協同能力，推出了業界獨家的容器解除安裝技術，并應用到CCE Turbo，讓叢集資源100%用于業務處理。同時，通過對引擎進行瘦身、優化内部執行邏輯及核心子產品重寫，如基于Rust語言重寫了 shimv2 和 agent，減少了程序數量、通過代碼優化減少記憶體消耗，提升容器啟動性能和Cgroup管理能力，同時結合擎天卡的高能性處理能力，将叢集整體性能提升40%，資源使用成本節省30%。

網絡連通速度、轉發效率一直是業務應對大流量時所面臨的挑戰，華為雲基于雲原生2.0“IN Cloud”理念，打造了全新的雲原生網絡，利用Trunkport技術為網絡全面加速。

Trunkport技術使得容器可直通VPC網絡，将原有的“容器網絡 + 虛拟機網絡“的兩層模型變為一層，網絡資源連通時間縮短一半，有效支撐業務30秒内擴容1000容器執行個體，輕松應對流量浪湧，同時也将網絡通信時延降低了40%，讓應用通路更流暢；

CCE Turbo還率先在業界實作了為容器配置獨立安全組和QoS，相比目前其它廠商容器與叢集節點共享安全組的方案，不僅增強了容器通信安全性，還提升了大流量的轉發效率。此外，CCE Turbo還基于CRD機制擴充了Kubernetes對象，用于實作各種複雜安全隔離訴求，并進一步簡化容器安全組的配置。

企業核心業務全面雲原生化後，如何提升排程效率、提升叢集使用率，是困擾很多企業的難題。CCE Turbo基于Volcano實作了三大核心排程能力：

線上離線混合排程：CCE Turbo将企業離線和線上業務在同一叢集中混合部署，相比之前不同業務分叢集部署，極大的降低了運維工作量，同時，根據線上、離線業務的不同需求進行靈活排程，如：當線上業務通路量低時，CCE Turbo可将空閑資源用來運作離線計算業務（如離線分析、模型訓練等），而當業務高峰來臨前，會自動釋放離線業務占用的資源，保障線上業務對資源的訴求；

應用感覺智能排程：為了進一步提升混合部署後的叢集使用率，通過感覺應用模型（如web類應用、Tensorflow的PS和worker、Spark的Driver和executor等），針對不同應用模型對資源的訴求、應用負載情況，通過資源按需搶占、分時複用等機制，減少叢集資源的空閑比例；并通過感覺任務間拓撲結構，将各任務排程到最佳節點上，減少因網絡瓶頸、資料跨節點傳輸等帶來的時間損耗，進而可以将叢集使用率提升2倍；

大規模分布式排程：為了保障業務混合部署後，海量任務并發排程的難題，CCE Turbo推出了分布式架構的任務排程器，提升吞吐能力，并通過排程算法剪枝，減少尋址深度和廣度，同時結合排程決策複用機制，可将排程尋址時間縮短10倍以上，實作每秒1萬容器的大規模并發排程。

VIPKID作為CCE Turbo的早期使用者，已充分享受到CCE Turbo三大加速為業務帶來的價值，本次專題日上，VIPKID後端研發進階專家慈轶恒在分享中表示，“使用CCE Turbo後，VIPKID音視訊業務在各方面的名額都得到了不同程度的優化，同等規格叢集性能較之前提升了40%，業務互動時延降低了40%，使得使用者體驗進一步提升，整個業務成本節省43%左右，很好的控制了業務高速增長期的IT成本增長速度。”

作為最早一批投身雲原生技術的廠商，華為雲是雲原生計算基金會（CNCF）在亞洲唯一的初創成員，社群代碼貢獻和Maintainer席位數均位居亞洲第一，并貢獻首個雲原生智能邊緣項目KubeEdge和批量計算項目Volcano，在華為開發者大會 2021（Cloud）上，華為雲還聯合多家企業開源了雲原生多雲容器編排項目 Karmada，持續引領雲原生技術發展方向；在産品創新方面，華為雲自2016年起相繼在業内首發一系列雲原生産品與解決方案，在Forrester的産品能力評估中，連續兩年獲得滿分，且容器軟體市場排名已位居中國第一；在繁榮産業方面，華為雲不僅聯合中國信通院釋出了雲原生2.0白皮書，全面诠釋雲原生2.0核心理念，還與CNCF、中國信通院聯合建構了全球化的雲原生交流平台——創原會，華為雲将聯合各行業雲原生精英一起，共同探索前沿雲原生技術、共享産業落地實踐，用雲原生技術全面賦能企業數字化轉型。

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