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Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)

来源:互联网 作者:佚名 时间:2022-07-19 10:55
一. Kubernetes是怎么来的 ????Kubernetes是Google严格保密十几年的秘密武器——Borg的一个开源版本。(go语言开发) ????Borg是Google的一个久负盛名的内部使用的大规模集群管理系统,它
一. Kubernetes是怎么来的

????Kubernetes是Google严格保密十几年的秘密武器——Borg的一个开源版本。(go语言开发)

????Borg是Google的一个久负盛名的内部使用的大规模集群管理系统,它基于容器技术,目的是实现资源管理的自动化,以及跨过个数据中心资源利用率的最大化。

????十几年以来,Google一直通过Borg系统管理者数据庞大的应用程序集群,由于Google员工都签署了保密协议,即使离职也不能泄露Borg的内部设计,所以外界一直无法了解关于它的更多信息。

????直到2015年4月,传闻许久的Borg论文发布,伴随着Kubernetes的高调宣传被Google首次公开,大家才得以了解它的更多内幕。正式由于站在Borg这个前辈的肩膀上,汲取了Borg过去十年间的经验与教训,所以Kubernetes一经开源就一鸣惊人,并迅速称霸容器领域。

二. Kubernetes是什么

????Kubernetes,又称为 k8s(首字母为 k、首字母与尾字母之间有 8 个字符、尾字母为 s,所以简称 k8s)或者简称为 "kube" ,是一种可自动实施 Linux 容器操作的开源平台? ?

????它可以帮助用户省去应用容器化过程的许多手动部署和扩展操作。也就是说,使用者可以将运行 Linux 容器的多组主机聚集在一起,由 Kubernetes 轻松高效地管理这些集群,这些集群可跨公共云、私有云或混合云部署主机。因此,对于要求快速扩展的云应用而言,Kubernetes 是理想的容器托管平台

三. Kubernetes相关术语

????这里只做简单介绍,后续文章会对组件做详细说明

????● 主机(Master)

????????用于控制整个Kubernetes集群。所有任务、节点分配都由主机去控制管理

????● 节点(node)

????????负责执行请求和分配所有任务的节点。由Kubernetes主机对节点进行控制

????● 容器集(Pod)

????????部署在node节点上,且包至少含一个或多个容器。同一个容器集中的所有容器共享同一个IP地址、主机名以及其他资源? ?

????● 复本控制器(Replication Controller)

????????用于控制应在集群某处运行的完全相同的容器集副本数量

????● 服务(Service)

????????将工作内容与容器集进行隔离。Kubernetes服务代理会自动将服务请求分发到某个容器集上

????● kubectl

????????Kubernetes的命令行配置工具

????● kubelet

????????负责node节点与master节点进行通信,同时管理本机的容器集,负责维护容器集的生命周期

四. Kubernetes的优势

????● 批量编排

????????之前了解的docker编排工具docker-compose有一个局限性,只能在本地去创建一个容器实例,当在另一台服务器上去创建相同的实例时,需要copy docker-compse文件才能创建;kubernetes解决了单机编排的局限性,能够跨多台主机进行容器编排

Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)_k8s、kubernetes、容器

????● 资源利用

????????当一个应用有多个副本时,Kubernetes会通过自身的算法将每个应用pod分布在每个node节点上,优先选择物理资源使用率最低的那一台去部署

????????举个例子。2台node节点,A模块2个副本,则每个node上各有1个A模块pod;B模块4个副本,则每个node上各有2个B模块副本;也就是说每个node上各有3个pod在运行

Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)_k8s、kubernetes、容器_02

????●?服务透明

????????客户端访问业务时,只需要访问service ip或name或service的上游代理,如nginx、haproxy等;不需要去关心后端有几个服务、每个服务的状态信息

Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)_k8s、kubernetes、容器_03

????●?负载均衡

????????Kubernetes有service这个组件,提供pod请求分发功能(实际是由kube-proxy实现),具体通过什么策略进行请求分发还需深入调研

????● 故障自愈

????????当运行的pod异常停止或误操作删除时,Kubernetes会通过定义的描述信息将pod运行到期望值

????●?弹性伸缩

????????支持部署后集群节点扩容以及 Pod 动态的横向伸缩,保证集群和资源的高可用和可靠性

Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)_k8s、kubernetes、容器_04

????●?动态变更

????????可以在线动态去变更应用的运行资源,如占用物理内存大小、使用物理cpu个数等。简要说明就是热加载配置

Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)_k8s、kubernetes、容器_05

????●?健康检测

????????Kubernetes提供了几种健康状态检测功能,术语叫探针。会根据自定义检测方式以及应对处理策略来对pod进行一系列操作

Kubernetes - 是什么?有什么作用?(一)_k8s、kubernetes、容器_06

五. 为什么要用Docker,而不是直接用Kubernetes

????为什么要使用Docker,而不是Kubernetes。当我们在谈论容器技术时,其实重点是Linux内核技术。如果你希望在项目中使用容器,那么应该对Linux有一点经验。Docker容器整合了cgroups技术,提供了一个更理想的工具集,实现了container的资源的隔离和控制

????笔者认为Kubernetes这项技术并不适用于小型公司,更不适合单个web项目的运营。尽管,理论上也能用,但是会"大材小用",就像我们不会乘着火箭去度假一样。当然,笔者不是否定Kubernetes,这是一项很赞、还免费的技术,但是并不是所有的技术都适合自己。Kubernetes更适用于一个架构庞大、迭代频繁且应用不断增长的环境

????另外,相比Kubernetes,构建一个轻量级Docker群集环境更容易,组件的维护也不需要那么复杂,上手程度更简易些

六.?Kubernetes 为什么这么难

????笔者认为难主要因为复杂性太高,技术本身就有很高的门槛,有着一定的应用、维护难度

????● 多机器

????????Kubernetes 是一个分布式系统,有一台控制工作机器的主机器,工作被安排在不同的工作机器上。然后,每台机器在容器中运行工作。原本2-3台可以搞定的事情需要4-6台机器或者是更多的机器(按理说生产上不允许出现单点或伪集群的应用)

????● 复杂性

????????Kubernetes 是一个复杂的系统,包含许多不同的服务、系统和部件。需要了解他们是什么关系,承载了什么功能,相互之间又有什么联系。笔者在想,在真正的生产应用业务中,这些功能都需要用到吗?即使用到,得到的效果也是微乎其微,投入的人力、时间与得到的收益不成正比

????● 可靠性

????????运行的组件越多,就意味着出错机会越多,需要深入理解每个组件,他们分别承担了什么功能、各自存在的意义是什么、每个组件之间是否有关联等等

????????Kubernetes 内置了很多特性(健康检查、滚动部署、configMap等),可以使得可靠性变得更简单,例如,Nginx 可以对工作进程执行健康检查,使用 restart 或类似的策略自动重启进程

????????如果你关心的是停机时间,那么第一个想法不应该是"如何将部署停机时间从 1 秒减少到 1 毫秒",而应该是"如何确保数据库模式更改不会妨碍我在事情搞砸时进行回滚"

????????如果你只是想要一个可靠的 Web 工作平台,不存在单机故障点,那么有很多方法可以做到这一点,不必使用 Kubernetes

????● 实用性

????????不要以为部署一个3节点的kubernetes集群或者通过kubernetes部署一个nginx集群就觉得自己已经熟练使用kubernetes了;这是学习了解kubernetes的必经之路,让自己初体验kubernetes的优势,了解他的功能、特点

????????对pod标签定义、基本用法、数据持久化、配置管理、监控机制、service、ingress、安全机制、ns资源隔离、heml等一系列功能需要深入理解、实践

????Kubernetes是万事开头难、然后中间难、最后结尾难;虽然 Kubernetes 部署、使用、维护很难,但只要开始就很难放弃,如果决定在生产上使用 Kubernetes,一定需要持续优化建设,因为你不知道他到底会出现什么事故


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