什么是kubernetes

Kubernetes（k8s）是一个可移植，可扩展的开源平台，用于管理容器化工作负载和服务，有助于声明式配置和自动化配置。

为什么如此流行

传统部署时代

早期，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，从而会造成资源分配问题。例如多个程序部署在同一台服务器上其中某一程序占用了大量的资源，从而导致其他程序性能较差。后来我们又尝试着将不同的程序部署在不同的服务器上，但随之到来的问题又是服务器的资源得不到充分的利用，维护成本增加。

虚拟化部署时代

为了解决上述的问题，引入了虚拟化。它允许我们在单个的主机上允许多个虚拟机（VM）。虚拟化允许应该在VM之间隔离，并提供一定程度的安全性，因为一个应用的信息不能由另一个应用程序自由访问。
虚拟化技术很好了的利用了主机中的资源，并也有不错的可伸缩性，因为我们可以轻松添加或者更新应用程序，降低硬件成本等等。通过虚拟技术，我们可以将一组物理资源呈现为一个一次性的虚拟机集群
每个VM都是一个完整的计算机，在虚拟化硬件上运行所有组件，包括其自己的操作系统。

容器部署时代

容器类似于VM，但他们具有宽松的隔离属性，可在应用程序之间共享操作系统。因此，容器被视为轻量级。于VM类似，容器具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等共享。由于他们与底层基础架构分离，因此可以跨云和操作系统进行移植。

容器的优势

容器在现在如此留下，因为他们提供了额外的好处：

• 敏捷的应用程序创建和部署：与VM镜像相比，提高了容器镜像创建的简便行和效率。
• 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。
• 关注开发与运维的分离：在构建/发布时而不是在部署时创建应用程序容器镜像，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状况和其他指标信息。
• 跨开发、测试和生产的环境一致性：在计算机上与在云中相同地运行。
• 跨云和操作系统的可移植行：可在Ubuntu、本地等等任何地方运行。
• 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OS到使用逻辑资源在OS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整体运行。
• 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Kubnernetes，它能做什么

容器时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。如果交给系统来处理它，会不会更容易。
这就是kubernetes来解决这些问题的方法。此外还为你提供一个可弹性运行分布式系统的框架。kubernetes会满足你的扩展要求，故障转移、部署模式等。

• 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，他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，删除现有容器并将他的所有资源用于新容器。

• 自动完成装箱计算

kubernetes运行你指定每个容器所需CPU和内存。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重新启动重启失败的容器、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

• 秘钥与配置管理

kubernetes允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth令牌和ssh秘钥。你可以在不重建容器镜像的惊恐下部署和更新秘钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露秘钥。

Kubernetes不是什么

kubernetes不是传统的、包罗万象的PaaS系统。由于kubernetes在容器级别而不再硬件级级别运行，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。

• 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，那么它应该可以再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。这样的组件可以在kubernetes上运行，并且可以由运行在kubernetes上的应用程序通过可移植机制（例如，开放代理服务）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，并挺了收集和导出指标的机制。
• 不提供或不要求配置语言/系统，他提供了声明性API、该API可以由任意形式的声明性规范所构成。
• 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、在执行C。相比之下，kubernetes包含一组独立的，可组合的控制过程，这些过程连续的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。