借助F5 BIG-IP在Kubernetes中实现现代应用交付

应用领域已迎来关键转折点。F5《2024 年应用策略现状报告》中的两项关键数据表明，组织迫切需要能够适应其当前发展阶段的自动化和应用支持服务。报告显示：

• 41%的受访者管理的API数量多于应用数量。
• 现代应用的占比已超过传统应用（51%对49%）。

现代应用和工作负载的新发展正在推动应用架构发生重大变革，更不用说应用交付和安全要求了。简而言之，采用容器化、容器编排、自动化和微服务网络的需求比以往任何时候都更加迫切。同一份报告将微服务网络评为2024年备受关注的技术趋势。鉴于已有超过60%的企业采用了Kubernetes，这并不令人意外。

然而，这种较新的应用和API构建及运维方式也带来了显著的复杂性和风险。根据Red Hat《2024年Kubernetes安全状况报告》，近九成组织表示，在过去12个月内曾发生Kubernetes或容器安全事件，这可能导致声誉和收入受损。主要担忧（也可能是事件诱因）是漏洞和错误配置。这些问题经常出现在容器等高度动态的应用部署环境中。

当今的企业应用环境极为复杂。组织在全球部署了数百个应用和API，其形态和运行环境包括：

• 在本地数据中心和托管设施中运行的单体或三层应用。
• 在公有云或客户边缘位置运行的现代应用。
• 对业务日益关键的SaaS应用。
• 利用根据业务场景部署在上述各类环境中的微服务和API打造数字体验。

再加上飞速的创新步伐和AI的广泛应用（AI与容器和微服务密切相关），这种复杂性很快就可能失控。

在F5，我们将这种情况形象地称为“Ball of Fire”。它会导致运营分层、敏捷性下降，并延长价值实现时间。除了这些运营问题，异构应用环境还会导致攻击面不断扩大。扩大的攻击面很容易成为恶意行为者和日益复杂的威胁（例如AI驱动的攻击）的目标。所有这些因素共同造成了非常不利且最终难以为继的局面，导致可见性不足、策略缺乏一致性，并在应用安全、性能和可用性方面出现缺口。

要同时解决“Ball of Fire”和容器特有的问题，需要采用新一代应用交付控制器（ADC）。ADC可提供全生命周期自动化，以生成洞察、确保策略一致性，并在各种运行环境（尤其是容器）中交付和保护应用。

Kubernetes环境对现代应用交付的需求日益增长

在Kubernetes环境中运行应用和API时，缺乏一致性是最棘手的问题之一。Kubernetes和容器通常具有短暂易变的特性，会不断创建和销毁，策略与配置也持续变化，并需要根据需求和业务需要进行扩缩容。这种动态环境非常适合运行现代应用、微服务和API，但管理和控制起来可能颇具挑战。

这些不断变化的要求给尝试在此类环境中构建、部署和运行应用及服务的DevOps、DevSecOps、IT和安全团队带来了重大挑战，包括配置漂移、扩展瓶颈和安全漏洞。鉴于30种最常见的应用交付和安全技术平均每种的部署率都达到93%，这些挑战不会消失。

要在这种不断变化的环境中运行应用，应用交付和安全服务也必须具备同等的弹性和动态适应能力，例如负载均衡、内容缓存、WAF、入口控制器和API网关。

引入自动化，简化Kubernetes中应用的这些运维工作。

无论是采用“传统”自动化（即基于预定义阈值和CI/CD工作流的触发机制），还是采用AI赋能的新一代自动化，应用交付和安全自动化正逐渐成为技术人员普遍接受的常态。

我们在为《2024 年应用策略现状报告》开展的研究中发现，四分之一的组织采用自动化应用交付，而这些团队实现应用和 API 安全自动化的可能性接近其他团队的两倍（43%）。

随着各组织继续在战略决策中优先考虑AI，自动化应用将持续增加。事实上，自动化现已成为生成式AI的首要用途，旨在降低复杂性、加快响应速度，并提高应用交付和安全的成效。

自动化实践：F5 BIG-IP Ingress for Kubernetes

有效的自动化依赖于可观测性和数据输入，以识别性能瓶颈、通过调整策略快速响应，并确保采用正确的配置。这意味着需要监控环境，而这在Kubernetes中是一项重大挑战。

F5 BIG-IP是一款全面且出色的解决方案，可提供高级应用交付和安全服务，这在很大程度上得益于它能够释放应用和API数据的价值。BIG-IP非常适合持续变化的Kubernetes环境。

BIG-IP提供以下功能：

• 全面了解Kubernetes应用的运行状况，支持主动运行状况检查并提供实时洞察，以便及早发现问题。
• 关键应用数据点，例如CPU、内存和网络使用情况、服务性能、响应时间及延迟。
• 必备的调优和优化应用交付与安全的能力，有助于提升Kubernetes集群的性能、可靠性和稳定性。

利用Kubernetes自动化的现代应用BIG-IP

如果需要更“传统”的自动化解决方案（即不使用AI），可以选择面向Kubernetes现代应用的BIG-IP，该方案由BIG-IP Container Ingress Services (CIS)和F5 IngressLink提供支持。这种解决方案方法可用于管理和优化Kubernetes中部署的应用的网络流量。

此部署提供创新的前端入口功能，例如高级流量管理、多集群负载均衡、SSL终止和高级协议功能，非常适合满足多集群Kubernetes环境的高要求入站流量需求。此外，它还提供BIG-IP面向整个企业和Kubernetes环境的高水平安全增强功能，包括DDoS防护和访问控制、高级Web应用防火墙、网络防火墙等。

CIS会监测Kubernetes环境中的变化，并自动更新作为前端入口的BIG-IP，从而实现任务自动化、执行一致的策略，并确保应用的可用性和韧性。BIG-IP与CIS协同工作，旨在简化Kubernetes部署，为整个分布式基础设施提供集中控制点。

BIG-IP for Kubernetes还可满足现代应用的大规模交付需求，实现BIG-IP、F5 NGINX技术与社区Ingress控制器的集成。此方法汇集F5的优势，提供简洁的解决方案，以统一方式协同使用多种技术。这样可针对每种用例选用合适的工具，并促进NetOps与DevOps团队更好地协作。下图展示了此解决方案。

借助F5 BIG-IP在Kubernetes中提供现代应用支持服务

AI增强

AI可以利用数据建议理想的行动方案、优化这些建议并持续改进，从而实现更广泛的自动化应用。以目前即可部署的实际场景为例，组织可以将BIG-IP数据导入模型来训练AI。然后，团队可以利用CIS、AS3和Automation Toolchain更新并优化BIG-IP、增强其功能，从而更有效地阻止威胁和异常行为。

可通过观看此视频深入了解该解决方案，也可查看下方的POC参考架构。如果想立即开始，可通过GitHub获取此POC。

利用AI自动增强F5 BIG-IP

支持AI工作负载

Kubernetes环境只是应用和API的多种运行环境之一。AI工作负载（例如AI工厂）就是一个典型示例。然而，Kubernetes网络并非为集成多个网络或支持HTTP/HTTPS以外的协议而设计。F5 BIG-IP Next for Kubernetes为Kubernetes集群提供统一的入口和出口网络控制与安全管理点。这款Kubernetes原生解决方案可为包含容器化应用的大规模AI基础设施提供高性能流量优化。

部署在NVIDIA BlueField-3 DPU上的BIG-IP Next for Kubernetes可提高数据摄取效率并优化GPU利用率，从而改善模型训练。同时，该解决方案通过提升检索增强生成（RAG）的性能，在推理期间提供更出色的用户体验。此解决方案部署在集群内的入口和出口位置，并由Kubernetes进行原生编排。

无论采用何种用例，BIG-IP和F5都能提供相应解决方案，为这些现代应用和Kubernetes工作负载提供支持。

自动化是Kubernetes成功的关键

Kubernetes环境中的应用及其需求不断变化，因此，应用交付和安全服务必须借助智能且可扩展的自动化。F5 Application Delivery and Security Platform和Kubernetes专用解决方案可帮助IT、DevOps和安全团队支持此运行环境中的应用工作负载，通过自动化消除管理障碍，并确保其最重要的资源（应用和API）具备良好的性能、韧性和安全性。

要详细了解现代应用交付，请访问F5 BIG-IP Container Ingress Services网页。