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# Product Brief: vk-eci

**Date:** 2025-11-06
**Author:** d8der
**Context:** 开源基础设施项目

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## Executive Summary

阿里云ECI Virtual Kubelet提供商是一个开源项目，作为Kubernetes和阿里云弹性容器实例（ECI）服务之间的适配器。该项目允许Kubernetes用户将Pod调度到阿里云的无服务器容器实例上运行，无需管理底层基础设施，享受无服务器容器的便利性和成本优势。

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## Core Vision

### Problem Statement

传统Kubernetes集群管理面临以下挑战：
- **资源浪费**：需要预先配置节点资源，导致资源利用率低
- **运维复杂**：节点管理、扩缩容、故障恢复等运维工作繁琐
- **成本高昂**：需要为闲置资源付费，无法实现真正的按需计费
- **弹性不足**：应对突发流量时扩展速度慢，无法快速响应业务需求

### Problem Impact

- **成本影响**：企业需要为闲置的节点资源支付费用，资源利用率通常只有30-50%
- **运维负担**：Kubernetes集群管理员需要花费大量时间在节点管理、监控和维护上
- **业务延迟**：传统节点扩展需要几分钟到几十分钟，无法满足突发流量的快速响应需求
- **技术门槛**：中小团队难以承担完整的Kubernetes集群运维成本

### Why Existing Solutions Fall Short

- **传统节点池**：需要预先配置资源，无法实现真正的按需使用
- **自建集群**：运维复杂，需要专业团队维护
- **其他云厂商方案**：缺乏与阿里云生态的深度集成
- **纯无服务器方案**：无法与现有Kubernetes工作流无缝集成

### Proposed Solution

阿里云ECI Virtual Kubelet提供商通过以下方式解决问题：
- **无缝集成**：作为Virtual Kubelet provider，与现有Kubernetes集群无缝集成
- **按需计费**：Pod在ECI上运行时按实际使用量计费，无需为闲置资源付费
- **快速扩展**：ECI实例可在秒级内创建，满足突发流量需求
- **零运维**：无需管理底层基础设施，专注于应用本身

### Key Differentiators

- **深度阿里云集成**：原生支持阿里云ECI服务，包括抢占式实例、EIP、安全组等
- **成本优化**：支持抢占式实例，最高可节省90%的计算成本
- **企业级特性**：支持EIP、安全组、VPC网络等企业级功能
- **开源社区**：基于Virtual Kubelet框架，活跃的开源社区支持

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## Target Users

### Primary Users

**Kubernetes集群管理员**
- 负责企业Kubernetes集群运维的技术团队
- 需要优化资源利用率和降低运维成本
- 技术背景：熟悉Kubernetes概念和运维
- 痛点：节点管理复杂、资源利用率低、成本控制困难

**云原生应用开发团队**
- 构建和部署云原生应用的开发团队
- 需要快速部署和弹性扩展能力
- 技术背景：熟悉容器化和微服务架构
- 痛点：开发环境部署慢、测试环境资源浪费

### Secondary Users

**DevOps工程师**
- 负责CI/CD流水线和自动化部署
- 需要灵活的测试环境和批处理任务执行
- 痛点：测试环境资源管理复杂、批处理任务成本高

**中小型企业技术负责人**
- 资源有限，希望以低成本获得企业级容器能力
- 需要简化运维，专注于业务开发
- 痛点：缺乏专业运维团队、预算有限

### User Journey

1. **集群管理员配置Virtual Kubelet**
   - 部署Virtual Kubelet到现有Kubernetes集群
   - 配置阿里云认证信息
   - 设置安全组和VSwitch

2. **开发团队部署应用**
   - 通过标准Kubernetes YAML部署应用
   - 使用节点选择器和容忍度将Pod调度到Virtual Kubelet
   - 应用自动在ECI上运行

3. **运维监控和优化**
   - 通过Kubernetes原生工具监控Pod状态
   - 使用抢占式实例优化成本
   - 根据业务需求调整资源配置

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## Success Metrics

### Business Objectives

- **成本优化**：通过抢占式实例和按需计费，降低计算成本30-70%
- **运维简化**：减少节点管理时间50%以上
- **弹性提升**：实现秒级扩展，满足突发流量需求
- **资源利用率**：将整体资源利用率提升至80%以上

### Key Performance Indicators

- **Pod启动时间**：从调度到运行的时间控制在30秒以内
- **成本节省率**：相比传统节点池，计算成本节省比例
- **资源利用率**：ECI实例的实际使用率
- **可用性**：ECI Pod的成功创建率和运行稳定性
- **用户满意度**：基于用户反馈的满意度评分

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## MVP Scope

### Core Features

1. **基础Pod调度**
   - 支持标准Kubernetes Pod调度到ECI
   - 基本的容器生命周期管理（创建、删除、查询）
   - CPU和内存资源配置

2. **镜像管理**
   - 支持Docker镜像拉取
   - 镜像拉取凭证管理
   - 私有镜像仓库支持

3. **存储卷支持**
   - EmptyDir
   - NFS
   - ConfigMap
   - Secret

4. **网络配置**
   - 容器端口映射
   - 基础网络连通性

### Out of Scope for MVP

- 复杂的网络策略（如NetworkPolicy）
- 持久化存储卷（如云盘、NAS）
- 高级监控和日志收集
- 多区域部署支持

### MVP Success Criteria

- 能够成功调度和运行标准的Nginx Pod
- 支持基本的资源配置和网络访问
- 提供清晰的错误信息和日志
- 通过基本的集成测试

### Future Vision

1. **高级功能**
   - 抢占式实例支持（已完成）
   - EIP注解支持（已完成）
   - ECS规格指定（已完成）
   - 更多存储卷类型支持

2. **企业级特性**
   - 安全组和网络策略
   - 监控和告警集成
   - 多集群管理
   - 备份和恢复

3. **生态系统集成**
   - 与阿里云其他服务深度集成
   - 支持更多云厂商
   - 社区插件和扩展

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## Market Context

### 市场机会

- **云原生市场快速增长**：Kubernetes已成为容器编排的事实标准
- **无服务器计算需求旺盛**：企业寻求降低运维复杂度和成本
- **混合云趋势**：企业需要在不同云环境间灵活部署
- **成本优化需求**：经济下行期企业对成本控制更加重视

### 竞争分析

**直接竞争对手**
- 阿里云Serverless Kubernetes：官方托管方案，但灵活性较低
- 其他云厂商的类似方案：AWS Fargate、Azure Container Instances

**差异化优势**
- 开源透明：代码完全开源，可自定义扩展
- 灵活部署：可与现有Kubernetes集群无缝集成
- 成本优势：支持抢占式实例，成本优化空间更大

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## Technical Preferences

### 技术栈选择

- **编程语言**：Go语言，适合基础设施项目，性能优秀
- **框架**：Virtual Kubelet框架，成熟稳定
- **云服务**：阿里云ECI SDK，官方支持
- **构建工具**：Makefile + Go Modules，标准化构建流程

### 架构设计原则

- **兼容性优先**：完全兼容Kubernetes API标准
- **可扩展性**：模块化设计，易于添加新功能
- **稳定性**：完善的错误处理和重试机制
- **可观测性**：集成OpenCensus进行监控和追踪

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## Risks and Assumptions

### 关键风险

- **云服务依赖**：高度依赖阿里云ECI服务的稳定性和API变化
- **社区维护**：开源项目需要持续的社区贡献和维护
- **兼容性风险**：Kubernetes版本升级可能带来兼容性问题

### 核心假设

- 阿里云ECI服务会持续发展和改进
- Kubernetes生态会继续保持增长
- 企业对成本优化和无服务器计算的需求会持续增加
- 开源社区会提供足够的支持和贡献

### 缓解策略

- 建立完善的测试套件，确保兼容性
- 积极参与Virtual Kubelet社区
- 提供详细的文档和示例
- 建立用户反馈机制

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## Timeline

### 项目现状

- **已完成**：基础功能、抢占式实例、EIP支持、ECS规格指定
- **稳定运行**：已在生产环境部署和使用
- **持续维护**：定期更新和bug修复

### 未来发展

- **短期**（3-6个月）：优化现有功能，提升稳定性
- **中期**（6-12个月）：添加企业级功能，扩展生态系统
- **长期**（12+个月）：支持多云部署，成为行业标准

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## Supporting Materials

### 项目文档

- README.md：项目介绍和快速开始指南
- docs/eci.md：抢占式实例详细使用文档
- CLAUDE.md：开发指南和项目说明

### 代码质量

- 完整的测试覆盖
- 代码规范检查（golangci-lint）
- 持续集成（CircleCI）
- 模块依赖管理（Go Modules）

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_This Product Brief captures the vision and requirements for vk-eci._

_It was created through collaborative discovery and reflects the unique needs of this 开源基础设施项目 project._

_Next: Use the PRD workflow to create detailed product requirements from this brief._