概念

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什么是Kubernetes

此页面是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建立在 Google在大规模运行生产工作负载方面拥有十五年的经验,并结合社区中最好的想法和实践。

时光倒流

让’让我们回顾一下为什么Kubernetes如此有用。

部署演进

传统部署时代: 早期,组织在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界,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程序,则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况,结果,另一个应用程序的性能将下降。解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序。但是,这并没有随着资源利用不足而扩展,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。它允许您在单个物理服务器上运行多个虚拟机(VM)’的CPU。虚拟化允许在VM之间隔离应用程序,并提供安全级别,因为一个应用程序的信息不能被另一应用程序自由访问。

虚拟化可以更好地利用物理服务器中的资源,并可以实现更好的可伸缩性,因为可以轻松地添加或更新应用程序,降低硬件成本等等。借助虚拟化,您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,可以在应用程序之间共享操作系统(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,是因为它们提供了额外的好处,例如:

  • 敏捷的应用程序创建和部署:与使用VM映像相比,容器映像创建的简便性和效率更高。
  • 持续开发,集成和部署:提供可靠且频繁的容器映像构建和部署,并具有快速简便的回滚(由于映像不可更改)。
  • 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程序容器映像,从而将应用程序与基础架构分离。
  • 可观察性不仅可以显示操作系统级别的信息和指标,还可以显示应用程序的运行状况和其他信号。
  • 跨开发,测试和生产的环境一致性:在便携式计算机上与在云中相同地运行。
  • 云和操作系统分发的可移植性:可在Ubuntu,RHEL,CoreOS,本地,Google Kubernetes Engine和其他任何地方运行。
  • 以应用程序为中心的管理: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程序。
  • 松散耦合,分布式,弹性,解放的微服务:应用程序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:可预测的应用程序性能。
  • 资源利用:高效率和高密度。

为什么需要Kubernetes以及它能做什么

容器是捆绑和运行应用程序的好方法。在生产环境中,您需要管理运行应用程序的容器,并确保没有停机时间。例如,如果一个容器发生故障,则需要启动另一个容器。不会’如果系统处理此行为会更容易吗?

那 ’kubernetes是如何进行救援的! Kubernetes为您提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。它负责应用程序的扩展和故障转移,提供部署模式等。例如,Kubernetes可以轻松管理系统的Canary部署。

Kubernetes为您提供:

  • 服务发现和负载平衡
    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可以负载平衡并分配网络流量,从而使部署稳定。
  • 存储编排
    Kubernetes允许您自动挂载您选择的存储系统,例如本地存储,公共云提供商等。
  • 自动部署和回滚
    您可以使用Kubernetes描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态更改为所需状态。例如,您可以自动化Kubernetes来为您的部署创建新容器,删除现有容器并将其所有资源用于新容器。
  • 自动垃圾箱包装
    您为Kubernetes提供了一个节点集群,可用于运行容器化任务。您告诉Kubernetes每个容器需要多少CPU和内存(RAM)。 Kubernetes可以将容器安装到您的节点上,以充分利用您的资源。
  • 自我修复
    Kubernetes重新启动发生故障的容器,替换容器,杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不会将其通告给客户端。
  • 机密和配置管理
    Kubernetes允许您存储和管理敏感信息,例如密码,OAuth令牌和SSH密钥。您可以部署和更新机密和应用程序配置,而无需重建容器映像,也无需在堆栈配置中公开机密。

什么不是Kubernetes

Kubernetes不是传统的,包罗万象的PaaS(平台即服务)系统。由于Kubernetes是在容器级别而不是硬件级别运行的,因此它提供了PaaS产品共有的一些普遍适用的功能,例如部署,扩展,负载平衡,日志记录和监视。但是,Kubernetes并不是单片的,并且这些默认解决方案是可选的和可插入的。 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户的选择和灵活性。

Kubernetes:

  • 不限制支持的应用程序类型。 Kubernetes旨在支持极为多样化的工作负载,包括无状态,有状态和数据处理工作负载。如果应用程序可以在容器中运行,那么它应该可以在Kubernetes上很好地运行。
  • 不部署源代码,也不构建您的应用程序。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。
  • 不提供应用程序级别的服务,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,并且/或者可以由Kubernetes上运行的应用程序通过可移植的机制(例如, 开放服务经纪人.
  • 不指示日志记录,监视或警报解决方案。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)。它提供了一个声明性API,该声明性API可以被任意形式的声明性规范所针对。
  • 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的方式没关系。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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