Kubernetes介绍篇：是什么? 为什么要用它？

Kubernetes介绍篇：是什么? 为什么要用它？

是时候该学习Kubernetes了，不然都不敢说自己了解容器、了解Docker。

1、Kubernetes的前世

Kubernetes，它是一个全新的基于容器技术的分布式架构方案，近些年在容器领域使用非常广泛，作为容器化部署实施的典型方案。

2、Kubernetes是什么？

2.1 亮点

亮点1：Kubernetes以“一切以服务（Service）为中心，一切围绕服务运转”作为指导思想的创新型产品。它在功能和架构设计上始终遵循着这一指导思想，构建在Kubernetes上的系统不仅可以独立运行在物理机、虚拟机集群或企业私有云上，也可以被托管在公有云上。

亮点2：Kubernetes是一个开放的开发平台。与J2EE不同，它不局限于任何一种语言，没有限定任何编程接口，所以不论是用Java、Go、C++还是Python编写的程序，都可以被映射为Kubernetes的Service，并通过标准的TCP通讯协议进行交互。此外，Kubernetes平台对现有的编程语言、编程框架、中间件没有任何侵入性，做到了零侵入，因此现有的系统也很容易改造升级并迁移到Kubernetes平台之上。

亮点3：Kubernetes的另一个亮点是自动化。在Kubernetes的解决方案中，一个可以自我扩展、自我诊断，并且容易升级，在收到服务扩容的请求后，Kubernetes会触发调度流程，最终在选定的目标节点上启动相应数据的服务实例副本，这些服务实例副本在启动成功后会自动加入负载均衡器中并生效，整个过程无须额外的人工操作。另外，Kubernetes会定时巡查每个服务的所有实例的可用性，确保服务实例的数量始终保持为预期的数量，当它发现某个实例不可用时，会自动重启该实例或者其他节点上重新调度、运行一个新实例，这样一个复杂的过程无须人工干预即可全部自动完成。

亮点4：Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台。具备完备的集群管理能力，包括多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和服务发现机制、内建的智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制，以及多粒度的资源配额管理能力。同时，Kubernetes提供了完善的管理工具，这些涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节。因此，Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，并且是一个一站式的完备的分布式系统开发和支持平台。

随着容器化部署环境限制、语言差异、容器数量的庞大、负载均衡、故障检测、故障修复等问题，倘若将过多的精力、时间放在这些地方，其工作量将会多大，将会让很多企业、产品对容器望而止步。在容器化的时代，Kubernetes足以免去上述面临的问题，让容器化使用变得的更加容易、轻松，只需花费更多的时间去完成业务功能的开发。

2.2 特性

Kubernetes特性如下：

Service拓扑： 基于集群拓扑的服务流量路由。可以让一个服务基于集群的Node拓扑进行流量路由。例如，一个服务可以指定流量是被优先路由到一个和客户端在同一个Node或者在同一可用区域的端点。端点切片： Kubernetes 集群中网络端点的可扩展跟踪。存储编排： 自动挂载所选存储系统，包括本地存储、诸如 GCP 或 [AWS]之类公有云提供商所提供的存储或者诸如 NFS、iSCSI、Gluster、Ceph、Cinder 或 Flocker 这类网络存储系统。Secret和配置管理： 部署和更新 Secrets 和应用程序的配置而不必重新构建容器镜像，且不必将软件堆栈配置中的秘密信息暴露出来。批量执行： 除了服务之外，Kubernetes 还可以管理你的批处理和 CI 工作负载，在期望时替换掉失效的容器。服务发现与负载均衡： 无需修改您的应用程序即可使用陌生的服务发现机制。Kubernetes 为容器提供了自己的 IP 地址和一个 DNS 名称，并且可以在它们之间实现负载均衡。自我修复：重新启动失败的容器，在节点死亡时替换并重新调度容器，杀死不响应用户定义的健康检查的容器，并且在它们准备好服务之前不会将它们公布给客户端。自动化上线和回滚： Kubernetes 会分步骤地将针对应用或其配置的更改上线，同时监视应用程序运行状况以确保你不会同时终止所有实例。如果出现问题，Kubernetes 会为你回滚所作更改。你应该充分利用不断成长的部署方案生态系统。自动装箱： 根据资源需求和其他约束自动放置容器，同时避免影响可用性。将关键性工作负载和尽力而为性质的服务工作负载进行混合放置，以提高资源利用率并节省更多资源。IPv4/IPv6双协议栈： 为 Pod 和 Service 分配 IPv4 和 IPv6 地址。水平扩缩： 使用一个简单的命令、一个UI或基于CPU使用情况自动对应用程序进行扩缩。

3、为什么使用Kubernetes？

使用Kubernetes的理由很多，最重要的理由是，IT行业从来都是由新技术驱动的。

当前，Docker容器化技术已经被很多公司采用，从单机走向集群已成为必然。云计算的蓬勃发展正在加速这一进程。Kubernetes作为当前被业界广泛认可和看好的基于Docker的大规模容器化分布式系统解决方案，得到了以谷歌为首的IT巨头们的大力宣传和维持推进。

2015年，谷歌联合20多家公司一起建立了CNCF（Cloud Native Computing Foundation，云原生计算基金会）开源组织来推广Kubernetes，并由此开创了云原生应用（Cloud Native Application）的新时代。作为CNCF“钦定”的官方云原生平台，Kubernetes正在颠覆应用程序的开发方式。

不妨从以下几个方面来看看，你一定会喜欢上它的哦！

3.1 一个平台搞定所有

3.2 云环境无缝迁移

3.3 高效的利用资源

看下图，左边是4个虚拟机，黄色和蓝色部分是运行的应用，白色部分是未使用的内存和处理器资源。

如果一个节点宕机了，Kubernetes会自动重新创建之前运行在此节点上的pod，在其他节点上运行。

3.4 开箱即用的自动缩放能力

网络、负载均衡、复制等特性，对于Kubernetes都是开箱即用的。

pod是无状态运行的，任何时候有pod宕了，立马会有其他pod接替它的工作，用户完全感觉不到。

如果用户量突然暴增，现有的pod规模不足了，那么会自动创建出一批新的pod，以适应当前的需求。

3.5 使CI/CD更简单

你不必精通于Chef 和 Ansible这类工具，只需要对 CI 服务写个简单的脚本然后运行它，就会使用你的代码创建一个新的 pod，并部署到 Kubernetes集群里面。

3.5 可靠性

Kubernetes如此流行的一个重要原因是：应用会一直顺利运行，不会被pod或节点的故障所中断。

如果出现故障，Kubernetes会创建必要数量的应用镜像，并分配到健康的pod或节点中，直到系统恢复。

一个容器化的基础设施是有自愈能力的，可以提供应用程序的不间断操作，即使一部分基础设施出现故障。

4、总结

Kubernetes使得应用的启动、迁移、部署变得简单又安全。

不必担心应用迁移后工作出现问题，也不用担心一台服务器无法应付突发的用户量。

需要注意的是，你的应用最好使用微服务架构进行开发，因为微服务应用比单体应用更适合做容器化。

不要为了单纯的使用Kubernetes而引入，要看你的系统规模是否值得去用，否则可能适得其反，毕竟Kubernetes的学习是需要一定成本。

参考文章： http://mamicode.com/info-detail-1436432.html https://yellow.systems/blog/why-you-should-use-kubernetes-in-your-next-project

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