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知乎后浪云到底是怎么搭起来的,聊聊背后的架构那些事儿

这篇文章最早来源于知乎官方技术团队在知乎专栏“知乎技术团队”上发表的一篇技术分享,后来被众多技术社区和自媒体转载解读,文章主要讲述了知乎如何利用容器化技术(主要是Docker)和Kubernetes(K8s)平台,从早期的物理机时代一步步构建起一个服务于内部业务、被称为“后浪云”的私有云平台的过程,它不是一蹴而就的,而是一个不断演进和解决问题的故事。

早期的痛点:物理机时代的烦恼

在还没有“后浪云”的时候,知乎的业务是直接部署在物理服务器上的,这种方式带来了很多麻烦。资源浪费很严重,一个应用可能只需要一台服务器一半的计算能力,但没办法,它必须独占一整台机器,剩下的资源就白白闲置了。部署效率非常低,开发人员想上线一个新服务,需要先提交申请,运维同事再去准备机器、安装操作系统、配置网络和环境,一套流程下来可能要花上好几天时间。环境不一致的问题很头疼,开发人员在自己电脑上测试没问题,但一到线上服务器就可能因为环境差异而出错,排查起来非常费劲。

第一步:引入Docker,解决环境一致性问题

知乎后浪云到底是怎么搭起来的,聊聊背后的架构那些事儿

为了解决环境不一致这个最迫切的问题,知乎技术团队首先引入了Docker,你可以把Docker想象成一个超级轻量化的“集装箱”,开发者把应用程序和它所有依赖的库、环境配置都打包进这个“集装箱”里,形成一个标准的Docker镜像,这样,无论是在开发者的笔记本电脑上,还是在测试环境或者线上服务器上,只要运行这个镜像,就能保证环境完全一样,实现了“一次构建,随处运行”,这大大减少了因环境问题导致的故障。

第二步:拥抱Kubernetes,实现资源调度和自动化

用了Docker之后,环境问题解决了,但资源管理和部署效率的问题依然存在,一大堆Docker容器散落在不同的物理机上,怎么高效地管理它们呢?某个服务访问量突然变大,需要快速增加容器实例,该在哪台机器上启动?如何让用户访问到新启动的容器?机器故障了,上面的容器怎么自动迁移到别的健康机器上?

知乎后浪云到底是怎么搭起来的,聊聊背后的架构那些事儿

这时候,Kubernetes(常简称为K8s)出场了,K8s就像一个智能的“云操作系统”或者“集群大脑”,它的核心工作是资源调度自动化运维,知乎团队基于K8s构建了“后浪云”的平台层。

  1. 资源池化:后浪云把公司所有的物理服务器资源(CPU、内存等)汇聚成一个大的资源池,业务部门不再需要申请整台物理机,而是直接申请“我需要多少核CPU、多少G内存”。
  2. 智能调度:当开发者提交一个服务(由多个Docker容器组成)要部署时,后浪云的“大脑”(K8s的调度器)会自动在资源池里寻找最合适的服务器节点,把容器“放”上去运行,它会综合考虑节点的资源余量、分布策略等因素。
  3. 自动化运维:后浪云提供了强大的自动化能力。
    • 自动扩缩容:可以设置规则,当CPU使用率超过80%时,自动增加容器实例来分担压力;当访问量下降时,自动减少实例以节省资源。
    • 自愈能力:如果后浪云检测到某个容器运行异常了,它会自动重启这个容器;如果整个服务器节点宕机了,它会自动将该节点上的所有容器迁移到其他健康的节点上重新启动,保证了服务的高可用性。
    • 灰度发布:上线新版本时,可以先只让一小部分流量切换到新版本的容器上,观察没问题后再逐步扩大范围,实现了平滑升级,降低了上线风险。

演进中的挑战与优化

搭建后浪云的过程并非一帆风顺,文章中也提到了一些挑战和相应的解决方案。

  • 网络问题:如何让成千上万个在不同物理机上的Docker容器能够像在同一个局域网里一样,高效、稳定地互相通信?知乎采用了Overlay Network(叠加网络) 等技术方案来解决这个问题。
  • 存储问题:有状态的服务(比如数据库)的数据如何持久化保存,并且当容器被迁移时,数据也能跟着走?这需要引入分布式存储系统来提供可靠的存储卷。
  • 监控与日志:在动态调度的环境下,容器的IP和位置随时可能变化,传统的监控和日志收集方式失效了,后浪云集成了Prometheus等监控工具,并建立了统一的日志收集管道,让运维人员能够清晰地掌握整个平台的运行状态。

知乎后浪云的搭建,是一个典型的互联网公司技术架构演进案例,它的核心思路是:通过容器化技术(Docker)实现应用环境的标准化和隔离,再通过容器编排平台(Kubernetes)实现底层物理资源的池化、智能调度和运维自动化。 这套架构最终极大地提升了知乎整体的研发效率和资源利用率,为业务的快速迭代和稳定运行提供了坚实的技术基础。