概念 - Kubernetes 是什么?

该内容是 Kubernetes 的概述。

Kubernetes 是一个可移植的、可扩展的开源平台,用于管理容器化的工作负载和服务,可促进声明式配置和自动化。它拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes 的服务、支持和工具广泛可用。

Kubernetes 这个名字起源于希腊语,意思是舵手或飞行员。Google 在 2014 年开源了 Kubernetes 项目。Kubernetes 将超过 15 年的 Google 在大规模生产工作负载方面的经验与社区中最好的想法和实践结合在一起。

时光倒流

让我们回顾一下为什么 Kubernetes 如此有用。

传统部署时代

早期,各组织在物理服务器上运行应用。无法为物理服务器中的应用定义资源边界,这会导致资源分配问题。例如,如果在物理服务器上运行多个应用,则可能会出现以下情况下:一个应用将占用大部分资源,结果,其他应用将表现不佳。解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用。但是,这并没有随着资源利用不足和扩展,并且组织维护许多物理服务器的成本很高。

虚拟化部署时代

作为解决方案,引入了虚拟化。它使我们可以在单个物理服务器的 CPU 上运行多个虚拟机(VM)。虚拟化允许应用在 VM 之间隔离,并提供一个安全级别,因为一个应用的信息不能被另一个应用自由访问。

虚拟化可以更好地利用物理服务器中的资源,并具有更好的可伸缩性,因为可以轻松地添加或更新应用,降低硬件成本等等。借助虚拟化,我们可以将一组物理资源呈现为一组一次性虚拟机。

每个 VM 都是一台完整的计算机,在虚拟化硬件之上运行的所有组件,包括其自己的操作系统。

容器部署时代

容器类似于 VM,但是它们具有轻松的隔离属性,可以在应用之间共享操作系统(OS)。因此,容器被认为是轻质的。与 VM 相似,容器具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。由于它们与基础架构分离,因此可以跨云和 OS 分发进行移植。

容器之所以受欢迎,是因为他们提供了额外的好处,例如:

  • 敏捷的应用创建和部署:与使用 VM 镜像相比,容器镜像创建的简便性和效率更高;
  • 持续的开发、集成和部署:通过快速简单的回滚(由于图像不可更改),提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署;
  • 开发和运营的关注点分离:在构建/发布时而不是在部署时创建应用容器镜像,从而将应用与基础架构分离;
  • 可观察性不仅可以显示操作系统级别的信息和指标,还可以显示应用的运行状况和其他信号;
  • 跨开发、测试和生产的环境一致性:在笔记本电脑上运行与在云中运行是一样的;
  • 云和操作系统分发的可移植性:可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、主要公共云以及其他任何地方运行;
  • 以应用为中心的管理:提高抽象级别,从在虚拟硬件上运行操作系统到使用逻辑资源在操作系统上运行应用;
  • 松散耦合、分布式、弹性、解放的微服务:应用被分解成较小的独立部分,并且可以动态部署和管理 - 而不是在一台大型单机上运行的整体堆栈;
  • 资源隔离:可预测的应用性能;
  • 资源利用:高效、高密度。

为什么需要 Kubernetes 以及它可以做什么

容器是捆绑和运行应用的好方法。在生产环境中,你需要管理运行应用的容器,并确保没有停机实践。例如,如果一个容器发生故障,则需要启动另一个容器。如果系统处理该行为,会不会更容易?

Kubernetes 因而来救驾!Kubernetes 为我们提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。它负责应用的扩展和故障转移,提供部署模式等。例如,Kubernetes 可以轻松管理系统的金丝雀部署。

Kubernetes 为我们提供:

  • 服务发现和负载均衡
    Kubernetes 可以使用 DNS 名称或使用其自己的 IP 地址公开容器。如果到容器的流量很高,Kubernetes 可以进行负载均衡并分发网络流量,从而使部署稳定。
  • 存储编排
    Kubernetes 允许我们自动挂载我们选择的存储系统,例如本地存储,公共云提供商等。
  • 自动部署和回滚
    我们可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,并且可以以受控的速率将实际状态更改为所需状态。例如,我们可以自动化 Kubernetes 来为我们的部署创建更新容器,删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
  • 自动装箱
    我们给 Kubernetes 提供一个节点集群,以供其用于运行容器化任务。我们告诉 Kubernetes 每个容器需要多少 CPU 和内存(RAM)。Kubernetes 可以将容器安装到我们的节点上,以充分利用我们的资源。
  • 自我修复
    Kubernetes 重新启动发生故障的容器,替换容器,终止无响应的用户定义健康检查容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。
  • 密文及配置管理
    Kubernetes 允许我们存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌及 SSH 密钥。我们可以部署和更新密钥及应用配置,而无需重建容器镜像,也无需在堆栈配置中公开密文。

Kubernetes 不是什么

Kubernetes 不是传统的、包罗万象的 PaaS(平台即服务)系统。由于 Kubernetes 在容器级别而不是硬件级别运行,因此它提供了 PaaS 产品共有一的以下普遍适用的功能,例如部署、扩展、负载均衡、日志记录和监控。但是,Kubernetes 并不是单体的,这些默认解决方案是可选的和可插拔的。Kubernetes 提供了构建开发人员平台的基础,但是在重要的地方保留了用于的选择和灵活性。

Kubernetes:

  • 不限制支持的应用类型。Kubernetes 旨在支持多种工作负载,包括无状态、有状态的数据处理工作负载。如果应用可以在容器中运行,那么它应该可以在 Kubernetes 上很好地运行;
  • 不部署源代码,也不构建我们的应用。持续集成,交付和部署(CI/CD)工作流取决于组织的文化和偏好以及技术要求;
  • 不提供应用级别的服务,例如中间件(例如,消息总线)、数据处理框架(例如,Spark)、数据库(例如,MySQL)、缓存或集群存储系统(例如,Ceph)作为内置服务。这样的组件可以在 Kubernetes 上运行,和/或可以由 Kubernetes 上运行的应用通过可移植机制(例如,开放服务代理)来访问;
  • 不主宰日志记录、监控或告警解决方案。它提供了一些集成作为概念证明,并提供了收集和导出指标的机制;
  • 不提供也不要求配置语言/系统(例如,Jsonnet)。它提供了一个声明式 API,该声明式 API 可能会以任意形式的声明性规范作为目标;
  • 不提供也不采用任何全面的机器配置、维护、管理或自我修复系统;
  • 此外,Kubernetes 不仅仅是一个编排系统。实际上,它消除了编排的需要。编排的技术定义是执行定义的工作流程:首先执行 A,然后执行 B,然后执行 C。相反,Kubernetes 包含一组独立的、可组合的控制过程,这些过程连续地将当前状态驱动到提供的所需状态。从 A 到 C 的方式无关紧要。也不需要集中控制。这使得系统更易于使用,并且功能更强大、更健壮、更具弹性和可扩展性。

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转载自blog.csdn.net/stevenchen1989/article/details/105238123