Kubernetes介绍

Kubernetes(简称K8S)是2014年10月由Google开源的生产级容器编排系统，是Google多年大规模容器管理技术Borg的开源版本

• 基于容器的应用部署、维护和滚动升级
• 负载均衡和服务发现
• 跨机器和跨地区的集群调度
• 自动伸缩
• 无状态服务和有状态服务
• 广泛的Volume支持

• 插件机制保证扩展性

  
  

Kurbernets的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。它的目的就是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：

• 自我修复:一旦某一个容器崩溃，能够在1秒钟左右迅速启动新的容器
• 弹性伸缩:可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
• 服务发现:服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
• 负载均衡: 如果一个服务启动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
• 版本回退:如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本
• 容器编排:可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

产生背景

微服务和容器的流行。微服务是把原来一体化的应用转换为一个个相互独立(高内聚低耦合)的小应用，这些小应用就叫微服务。一个应用如果有成千上万的微服务，那么微服务的部署会很麻烦。一台机器可能部署多个微服务。对微服务进行隔离和资源控制(微服务的支持调度计划)就需要用到容器。

容器

容器是一系列隔离运行的进程，提供了一种轻量操作系统层面的虚拟化技术。

• 每个容器都有自己的PID(进程号)，User，UTS，Network栈命名空间等
• 与传统虚拟机比具有启动快，性能损耗小，更轻量化的特点

K8S默认使用Docker引擎

• Docker最创新的地方:引入了镜像分层的机制，可以让镜像比较小，使隔离技术在操作系统层面也可以用，docker提供命令行的方式对容器进行增删改查，提供了镜像机制把环境打包到镜像中，使得使用容器技术变得非常简单
• 也可使用Rkt(coreos),或其他遵循CRI(container runtime interface)标准的容器引擎，如Containerd等

容器化系统面临的挑战

容器虽然解决了应用打包、部署、运行的问题(一次构建、随处运行Build,Ship and Run Any App,Anywhere),但是也面临了跨机器的部署、资源调度、负载均衡、自动伸缩、容错处理、服务发现的挑战。

容器编排(Container Orchestration)

• 以容器为基本对象进行管理
• 协同容器共同实现应用功能
  容器编排的主要功能：1容器调度(Placement容器放到哪个机器上,health checking..)【docker-compose需要起哪几个容器、容器之间有什么依赖、先启动哪个后启动哪个，只是在本机伸缩不能跨机器调度】2资源管理(CPU、GPU、Memory...)3服务管理(Service Discovery服务发现、Load Balance...)

容器编排系统
Mesos：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用(Spark最初依赖的资源集群管理系统，并不特定于容器，在应用的层面来看几百台机器是一台大的机器由Mesos分配)
Docker Swarm：Docker自己的容器编排工具
Kubernetes：谷歌开源的容器编排工具