k8s是Kubernetes的缩写,Google 于 2014 年开源了 Kubernetes 项目。
k8s的演变过程:首先从传统的服务-->虚拟机部署-->容器部署-->k8s。
k8s的由来,归根结底是容器的由来,搞清楚容器的来历,k8s是在容器的基础上,方便容器管理、维护,包括声明式配置和自动化。
Docker 是一个开源的应用容器引擎,是一种资源虚拟化技术,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,虚拟化技术演历路径可分为三个时代:
物理机时代,多个应用程序可能跑在一台物理机器上。
当多个应用程序跑在一台物理机上的时候,无法为物理机中的应用程序定义资源边界,这会导致资源分配问题。例如,如果多个应用程序在同一台物理服务器上运行,则可能会出现一个应用程序占用大部分资源,而导致其他应用程序的性能会不佳的情况。一个解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序。但这并没有扩展,因为资源没有得到充分利用,而且组织维护许多物理服务器的成本很高。
一台物理机器启动多个虚拟机实例,一个虚拟机跑多个应用程序,每个虚拟机都是完整的独立的系统。
为了解决多个应用部署在同一台物理机资源分配不均的问题,引入了虚拟化。它可以在单个物理服务器的 CPU 上运行多个虚拟机 (VM)。应用程序在虚拟机之间可以实现隔离,并提供一定程度的安全性,一个应用程序的信息不能被另一个应用程序自由访问。
虚拟化更好地利用物理服务器中的资源并有更好的可扩展性,可以轻松添加或更新应用程序,降低硬件成本等等。
每个 虚拟机 都是在虚拟化硬件之上运行所有组件的完整机器,包括它自己的操作系统。
虚拟机的性能损耗是非常大的
容器化时代,一台物理机上启动多个容器实例,一个容器跑多个应用程序。
容器类似于虚拟机,但它们具有松隔离性,可以在应用程序之间共享操作系统(OS)。因此,容器被认为是轻量级的。
与 VM 类似,容器有自己的文件系统、CPU 、内存、进程等。由于它们与底层基础架构分离,因此它们可以跨云和操作系统分布移植。
容器之所以流行,是因为它们提供了额外的好处,例如:
Docker 由镜像、镜像仓库、容器三个部分组成: 镜像: 跨平台、可移植的程序+环境包 镜像仓库: 镜像的存储位置,有云端仓库和本地仓库之分,官方镜像仓库地址 容器: 进行了资源隔离的镜像运行时环境
随着容器的火爆,越来越多的业务系统利用容器来搭建部署,像 Docker 之类的容器引擎,部署少量还可以,但随着业务的增多,服务越来越多,动辄就要使用成百上千的容器,要管理这么多容器,Docker 们就力不从心了。随着容器技术越来越多的使用,出现了很多问题
有需求就有改变,于是乎,市场上就出现了一批容器编排工具,典型的是 Swarm、Mesos 和 K8S。最后,K8S“击败”Swarm 和 Mesos,几乎成了当前容器编排的事实标准。
Kubernetes(简称 K8s,其中8代指中间的8个字符),是一个全新的基于容器技术的分布式架构方案。K8S 最初是由 Google 开发的,后来捐赠给了 CNCF(云原生计算基金会,隶属 Linux 基金会)。K8S是 Google 十几年来大规模应用容器技术的经验积累和升华的重要成果,确切的说是 Google 一个久负盛名的内部使用的大规模集群管理系统——Borg的开源版本,其目的是实现资源管理的自动化以及跨数据中心的资源利用率最大化。
Kubernetes具有完备的集群管理能力,包括多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和服务发现机制、内建的智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制,以及多力度的资源配额管理能力。
同时,Kubernetes 提供了完善的管理工具,这些工具涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节,不仅是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案,还是一个一站式的完备分布式系统开发和支撑平台。
K8S 是个杂技高手,最擅长的就是“搬箱子”,盘各种容器玩。
K8S 的大致架构,就像上面。Master 节点,用来放“脑子”,“腿脚”搭在工作节点上“搬砖”,工作节点就是实际业务容器的存放地。
单个容器或多个关系密切的容器,被编成一组,称为 pod。K8S 就是以 pod 为单位进行编排操作。
同时,K8S 还要和其它相关软件配合,来完成联网、存储、安全等功能。
Kubernetes 由 Master 节点、 Node 节点以及外部的 ETCD 集群组成,集群的状态、资源对象、网络等信息存储在 ETCD 中,Mater 节点管控整个集群,包括通信、调度等,Node 节点为工作真正执行的节点,并向主节点报告。
K8S 和 Docker 们不是替代关系,而是配合关系。K8S 仍然会使用 Docker 之类的容器引擎(Docker、Containerd、RKT、CRI-O 等),来对容器进行生命周期管理。
2.灰度更新,不影响业务正常运转
3.一键回滚到历史版本
4.方便的伸缩管理(包括应用伸缩,机器增减),提供负载均衡
5.有一个完善的生态体系