云原生 | Kubernetes篇Kubernetes简介

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Kubernetes简介一、背景1、部署方式的变迁
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  • 传统部署时代:
  • 在物理服务器上运行应用程序
  • 无法为应用程序定义资源边界
  • 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, 结果可能导致其他应用程序的性能下降。 一种解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序,但是由于资源利用不足而无法扩展, 并且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
  • 虚拟化技术允许你在单个物理服务器的 CPU 上运行多个虚拟机(VM)
  • 虚拟化允许应用程序在 VM 之间隔离,并提供一定程度的安全
  • 一个应用程序的信息 不能被另一应用程序随意访问。
  • 虚拟化技术能够更好地利用物理服务器上的资源
  • 因为可轻松地添加或更新应用程序 ,所以可以实现更好的可伸缩性,降低硬件成本等等。
  • 每个 VM 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。

缺点:虚拟层冗余导致的资源浪费与性能下降
  • 容器部署时代:
  • 容器类似于 VM,但可以在应用程序之间共享操作系统(OS)。
  • 容器被认为是轻量级的。
  • 容器与 VM 类似,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 发行版本进行移植。

容器优势:
  • 敏捷性:敏捷应用程序的创建和部署:与使用 VM 镜像相比,提高了容器镜像创建的简便性和效率。
  • 及时性:持续开发、集成和部署:通过快速简单的回滚(由于镜像不可变性),支持可靠且频繁的 容器镜像构建和部署。
  • 解耦性:关注开发与运维的分离:在构建/发布时创建应用程序容器镜像,而不是在部署时。 从而将应用程序与基础架构分离。
  • 可观测性: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指标信号。
  • 跨平台: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。
  • 可移植:跨云和操作系统发行版本的可移植性:可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、 Google Kubernetes Engine 和其他任何地方运行。
  • 简易性: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 OS 到使用逻辑资源在 OS 上运行应用程序。
  • 大分布式: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整体运行。
  • 隔离性:资源隔离:可预测的应用程序性能。
  • 高效性:资源利用:高效率和高密度
2、容器化问题
  • 弹性的容器化应用管理
  • 强大的故障转移能力
  • 高性能的负载均衡访问机制
  • 便捷的扩展
  • 自动化的资源监测
3、为什么用 Kubernetes
容器是打包和运行应用程序的好方式。在生产环境中,你需要管理运行应用程序的容器,并确保不会停机。 例如,如果一个容器发生故障,则需要启动另一个容器。如果系统处理此行为,会不会更容易?
这就是 Kubernetes 来解决这些问题的方法! Kubernetes 为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。linux之上的一个服务编排框架;
Kubernetes 会满足你的扩展要求、故障转移、部署模式等。 例如,Kubernetes 可以轻松管理系统的 Canary 部署。
Kubernetes 为你提供:
  • 服务发现和负载均衡
    Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。
  • 存储编排
    Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。
  • 自动部署和回滚
    你可以使用 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 更改为期望状态。例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
  • 自动完成装箱计算
    Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。 当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。
  • 自我修复
    Kubernetes 重新启动失败的容器、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将其通告给客户端。
  • 密钥与配置管理
    Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥
为了生产环境的容器化大规模应用编排,必须有一个自动化的框架。
4、市场份额
4.1、容器化
docker swarm
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4.2、服务编排
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  google --- kubernetes --- 发起cncf --- 众多的项目辅佐 kubernetes ---- kubernetes +cncf其他软件 = 整个大型云平台
二、简介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。 Kubernetes 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。
名称 Kubernetes 源于希腊语,意为“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几年的经验 的基础上,结合了社区中最好的想法和实践。
1、Kubernetes不是什么
  • Kubernetes 不是传统的、包罗万象的 PaaS(平台即服务)系统。
  • Kubernetes 在容器级别而不是在硬件级别运行
  • 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、负载均衡、日志记录和监视。
  • 但是,Kubernetes 不是单体系统,默认解决方案都是可选和可插拔的。 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 旨在支持极其多种多样的工作负载,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,也不构建你的应用程序。 持续集成(CI)、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作为内置服务,例如中间件(例如,消息中间件)、 数据处理框架(例如,Spark)、数据库(例如,mysql)、缓存、集群存储系统 (例如,Ceph)。这样的组件可以在 Kubernetes 上运行,并且/或者可以由运行在 Kubernetes 上的应用程序通过可移植机制(例如, 开放服务代理)来访问。
  • 不要求日志记录、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。
  • 不提供或不要求配置语言/系统(例如 jsonnet),它提供了声明性 API, 该声明性 API 可以由任意形式的声明性规范所构成。RESTful;写yaml文件
  • 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已定义的工作流程:首先执行 A,然后执行 B,再执行 C。 相比之下,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所提供的所需状态。 如何从 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 且功能更强大、系统更健壮、更为弹性和可扩展。
【云原生 | Kubernetes篇Kubernetes简介】


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