什么是 Kubernetes？

Kubernetes（也称为“k8s”或“kube” ）是一个容器编排平台，用于调度以及自动部署、管理和扩展容器化应用。

Kubernetes 最初由 Google 工程师开发，后来于 2014 年开源。它的前身是 Borg，这是 Google 内部使用的一种容器编排平台。

如今，Kubernetes 和更广泛的容器生态系统正在逐渐成熟，形成一个通用的计算平台和生态系统 - 虚拟机 (VM) 是现代云基础架构和应用的基础构建块，它即使没有超越虚拟机，也可以与之抗衡。此生态系统使组织能够提供高生产力的平台即服务 (PaaS)，解决围绕云原生开发、与基础架构和运营相关的多个任务及问题，从而使开发团队可以仅专注于编码和创新。

什么是容器？

让我们先从定义开始：容器是软件的可执行单元，其中应用代码与库和依赖关系以通用方式打包在一起，因此它可以在桌面、传统 IT 或云端等任何位置运行。

容器利用操作系统 (OS) 虚拟化的形式，通过隔离进程和控制这些进程可以访问的 CPU 量、内存量和磁盘量，让多个应用共享操作系统。

容器、虚拟机与传统基础架构的对比

将容器视为 IT 基础架构自动化和抽象连续体中最新的点，或许更便于理解或更有用。

在传统基础架构中，应用在物理服务器上运行，并抓取它们可以获取的所有资源。这使得您可以选择在单个服务器上运行多个应用，并且希望其中一个应用不会占用其他应用的资源，或者选择为每个应用专用一个服务器，这样就会浪费资源，而且不能扩展。

虚拟机 (VM) 是从实际计算机硬件中抽象出来的服务器，支持您在一个物理服务器上运行多个虚拟机，或者跨多个物理服务器运行单个虚拟机。每个虚拟机都运行自己的操作系统实例，并且您可以在自己的虚拟机中隔离每个应用，从而减少在同一底层物理硬件上运行的应用相互影响的机会。虚拟机可以更好地利用资源，与传统基础架构相比，更加便捷，也更加经济高效。而且，虚拟机是一次性工具 - 当您不再需要运行应用时，就可以关闭虚拟机。

容器将此抽象提升到了更高级别 - 具体而言，除了共享底层的虚拟化硬件，还可以共享底层的虚拟化操作系统内核。容器提供与虚拟机相同的隔离、可扩展性和可处置性，但由于它们不携带各自操作系统实例的有效内容，因此比虚拟机更加轻巧（即，占用的空间更少）。它们的资源利用效率更高 - 支持您在更少的机器（虚拟和物理）上运行更多的应用，同时使用更少的操作系统实例。容器可以在桌面、数据中心和云环境之间更轻松地移植。它们非常适合敏捷和 DevOps 开发实践。

什么是 Docker？

Docker 是创建和运行 Linux® 容器最受欢迎的工具。尽管数十年前就已推出了早期形式的容器（使用 FreeBSD Jails 和 AIX Workload Partitions 等技术），但直到 2013 年 Docker 通过对开发者友好和对云友好的新实现将容器推向大众，容器才实现了民主化。

Docker 最初是一个开源项目，但现在它还可以指生产 Docker（一个基于开源项目而构建的商业容器工具包，并会将这些改进贡献给开源社区）的公司 Docker Inc.。

Docker 基于传统的 Linux 容器 (LXC) 技术而构建，但支持更加细粒度的 Linux 内核进程虚拟化，同时也添加了一些功能，更便于开发人员构建、部署、管理和保护容器。

尽管现在已经有了替代性的容器平台（例如 Open Container Initiative (OCI)、CoreOS 和 Canonical (Ubuntu) LXD），但 Docker 仍受到广泛青睐，甚至几乎成为了容器的代名词，有时还被误认为是 Kubernetes 之类补充技术的竞争对手（请参阅视频“Kubernetes 与 Docker：这不是一个非此即彼的问题”）。

使用 Kubernetes 的容器编排

随着容器数量的激增（如今，一个组织可能拥有数百或数千个容器），运营团队需要调度并自动部署、联网、扩展和供应容器。容器编排市场应运而生。

尽管其他容器编排选项（最著名的就是 Docker Swarm 和 Apache Mesos）早期拥有一些吸引力，但 Kubernetes 很快就得到了最广泛的采用（事实上，它一度是开源软件史上发展最快的项目）。

开发者之所以选择（并将继续选择）Kubernetes，是因为其广泛的功能、庞大且不断发展的开源支持工具生态系统，以及领先云提供商（其中一些现在提供完全管理的 Kubernetes 服务）对它的支持和可移植性。

Kubernetes 有哪些用途？

Kubernetes 可调度并自动执行以下及其他容器相关任务：

部署：将指定数量的容器部署到指定的主机，并使它们以期望的状态运行。
推出：推出是对部署的更改。Kubernetes 让您能够启动、暂停、恢复或回滚推出操作。
服务发现：Kubernetes 可以使用 DNS 名称或 IP 地址自动向互联网或其他容器公开某个容器。
存储配置：设置 Kubernetes，根据需要为容器安装持久本地或云存储。
负载均衡和扩展：当容器流量到达峰值时，Kubernetes 可以使用负载均衡和扩展功能在网络中分发流量，从而保持稳定性。
通过自我修复实现高可用性：当容器发生故障时，Kubernetes 可以自动重新启动或替换该容器；它还可以关闭不符合您的运行状况检查需求的容器。

Kubernetes 与 Docker

如果读到这里，那么您就已经明白 Kubernetes 是 Docker Swarm 的替代工具，而不是（与持续存在的普遍误解相反）Docker 本身的替代产品或竞争产品。

事实上，如果您已经积极踊跃地采用 Docker，并且正在创建基于 Docker 的大规模容器部署，那么 Kubernetes 编排就是为了管理这些工作负载而在逻辑上采取的后续操作。 \

Kubernetes 架构

Kubernetes 架构的主要组成部分包括以下内容：

集群和节点（计算）

集群是 Kubernetes 架构的构建块。集群由节点组成，每个集群表示单个计算主机（虚拟或物理机器）。

每个集群都包含多个工作节点，用于部署、运行和管理容器化应用，同时还包含一个主节点，用于控制和监视工作节点。

主节点运行调度程序服务，根据开发者设置的部署需求和可用计算能力，在部署容器时于部署位置自动执行该服务。每个工作节点都包含用于管理容器的工具（例如 Docker）和称为 Kubelet 的软件代理程序，用于接收并执行来自主节点的命令。

Pod 和部署（软件）

Pod 是共享相同计算资源和相同网络的多组容器。它们也是 Kubernetes 的可扩展性单元：如果 Pod 中的容器获得的流量超出了其处理能力范围，那么 Kubernetes 会将该 Pod 复制到集群中的其他节点。因此，最好使 Pod 保持紧凑，使其仅包含必须共享资源的容器。

部署可控制容器化应用的创建和状态，并使其一直运行。它指定了应该在集群上运行的 Pod 副本数量。如果 Pod 发生故障，那么部署将会创建新的 Pod。

Kubernetes与华炎云

华炎云服务架构于 Kubernetes 环境，华炎云管理控制台提供可视化界面，租户只需点击鼠标就能为自主申请、创建云服务。并实现对云服务的管理、监控、数据备份等操作。

华炎魔方平台基于云原生技术开发，可以实现与Kubernetes的持续部署与集成。基于华炎魔方低代码平台开发的软件包均可以部署为云原生应用，包括自定义应用、自定义对象、自定义业务流程、自定义统计报表、自定义函数和代码，可以轻松部署到Kubernetes环境中。