目录

序言

1.背景介绍

2.前情提要

2.1 架构对比

2.2 容器技术

2.3 容器技术的优点

2.4 容器编排

3 K8S介绍

3.1 K8S是什么

3.2 K8S设计思想

 3.3 K8S的优势

序言

任何一件事情，只要坚持六个月以上，你都可以看到质的飞跃。

今天学习一下K8s入门相关内容，希望此文，能帮助读者对K8s有一个初步的了解

文章标记颜色说明：

• 黄色：重要标题
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• 蓝色：用来标记二级论点

1.背景介绍

k8s本身是一个很庞大的技术，读完这篇文章，希望你能在以下四个方面有一定的了解：：

• 了解容器技术、k8s、各大厂商使用k8s的情况
• 理解掌握k8s的核心对象、架构层面
• 掌握k8s的安装方式
• k8s常见问题的解决方案

2.前情提要

在真正介绍k8s之前，需要先讲一下 架构对比和容器技术

2.1 架构对比

我们先一起看下单体架构

这张图是单体架构，那单体架构它有一个什么样的特点呢？

在单体架构最早期，如果要开设一个网站，在这种架构下面，所有的业务逻辑都是在一起，那么这种紧偶合的应用架构会导致，随着业务复杂性提升，整个网站的维护成本会变得很高，有时候可能会因为改一点功能，就牵一发动全身，维护成本极高

那么怎么解决这个问题呢？

可以看到，业界在架构层面一直在不断地探索。从单体应用，到分布式，到微服务到k8s到service mesh。这都是探索出来的一些方案。今天我们看下微服务

看下这张图一个应用系统，它被切分成了很多微服务，比如，我们修改某个服务里面的业务逻辑，只需要发布这个服务即可，其他服务不会受到影响

问题1：

但是，虽然说微服务解耦了系统复杂性，但是在另一个层面上也带来了一个挑战问题，就是微服和微服之间如何互相通讯，服务如何部署、管理。就变成了一个需要解决的问题

怎么解决的呢，肯定是解决了，而且还有很多方案，容器技术就是其中一种。

如果从 2013 年 Docker 项目发布开始算起，这次变革也不过 10 年时间。容器技术，就已经完全重塑了整个云计算市场的形态。

它不仅催生出了一批容器技术人，更培育出了一个有相当规模的开源技术市场。因此很多公司都争相把容器和 Kubernetes 项目树立为战略重心之一。

容器技术为什么这么受欢迎？容器技术是什么？

讲容器技术之前，先思考一下这个问题

问题2：

在paas阶段，平台已经被包装成一个服务了，那用户如何使用这个服务，如何把自己的应用打包放到paas平台，这是paas需要解决的用户层面的问题。我们带着这个问题，来看下容器技术。

2.2 容器技术

想到容器技术，首先会想到Container这个单词，它直译过来，是容器，集装箱，货柜

其实容器技术是一种沙盒技术。顾名思义，沙盒就是能够像一个集装箱一样，把我们的应用“装”起来的一种技术。

这样，应用与应用之间，就因为有了边界而不至于相互干扰；而被装进集装箱的应用，也可以被方便地搬来搬去，

容器技术的核心功能：是通过约束和修改进程的动态表现，从而为其创造出一个“边界”。进而为每个应用创造了独立的运行空间

那他底层是如何实现的呢？是使用Linux 容器最基础的两种技术：Namespace 和 Cgroups

• Namespace：作用是“隔离”，它让应用进程只能看到该 Namespace 内的“世界”
• Cgroups ：作用是“限制”，它给这个“世界”围上了一圈看不见的墙

这么一折腾，进程就真的被“装”在了一个与世隔绝的房间里，而这些房间就是 PaaS 项目赖以生存的应用“沙盒”。

我们回忆一下刚刚说的那个paas如何给应用打包问题，这样是不是就已经解决了？对，就是解决了！

这也是 Docker 项目刚刚开源不久，就能够带领一家原本默默无闻的 PaaS 创业公司脱颖而出，又迅速占领了所有云计算领域头条的技术原因。

总结下，我们可以简单理解为，容器，就是一种特殊的进程。

2.3 容器技术的优点

 容器技术有以下优点：

1.  一致的运行环境
2.  更高效的利用系统资源
3.  更快速的启动时间
4.  持续交付和部署
5.  更轻松的迁移
6. 更轻松的维护和扩展

总结下来：安全性、隔离性、便携性、可配额

举个例子，一致的运行环境。主要是指：因为云端与本地服务器环境不同，应用的打包过程，一直是使用 PaaS 时最“痛苦”的一个步骤。

但有了容器之后，更准确地说，有了容器镜像之后，这个问题被非常优雅地解决了。

另外，因为容器是一个特殊的进程，他更小了，所以资源利用率和启动时间变得更高更快了。

2.4 容器编排

随着互联网需求的爆发，服务暴增，出现了容器编排，而且容器从最开始一个开发者手里的小工具，一跃成为了云计算领域的绝对主角；这也标志着它真正得到了市场和生态的认可。

而能够定义容器组织和管理规范的“容器编排”技术，就当仁不让地坐上了容器技术领域的“头把交椅”。

这其中，最具代表性的容器编排工具，属于：

 1. Docker 公司的 Compose+Swarm 组合

 2. Google 与 RedHat 公司共同主导的 Kubernetes 项目

3 K8S介绍

3.1 K8S是什么

有了前面内容的铺垫，现在我们来正式看下Kubernetes 是什么吧

他简称k8s,是谷歌开源的容器集群管理系统，他的前身Borg是一直以来都被誉为 Google 公司内部最强大的“秘密武器”。

这个说法，虽然有些夸张，但不算是吹牛可以看到，上图中，Borg处于架构最底层。

可以说：Borg 项目是谷歌内部整个基础设施技术栈的最底层，他是承载 Google 公司整个基础设施的核心依赖。

所以，Kubernetes 从一开始就比较幸运地站在了一个他人难以企及的高度：

而且在它的成长阶段，这个项目每一个核心特性的提出，几乎都脱胎于 Borg 系统的设计与经验。

更重要的是，这些特性在开源社区落地的过程中，又在整个社区的合力之下得到了极大的改进，修复了很多当年遗留在 Borg 体系中的缺陷和问题。

可以说，在某些功能层面，他比Borg更强大一些

Kubernetes 项目的本质:是为用户提供一个具有普遍意义的容器编排工具。

它着重解决的问题是：大规模集群中的各种运行任务之间的关系处理，这些关系的处理，是作业编排和管理系统最困难的地方。

其能力有：

• 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

• 插件机制保证扩展性

3.2 K8S设计思想

Kubernetes 项目最主要的设计思想：从更宏观的角度，以统一的方式来定义任务之间的各种关系，并且为将来支持更多种类的关系留有了很多余地。

而且，从一开始，Kubernetes 项目就没有像同时期的各种“容器云”项目那样，把 Docker 作为整个架构的核心，而仅仅把它作为最底层的一个容器运行时实现。

它真正的价值，在于提供了一套基于容器构建分布式系统的基础依赖。这也是k8s能长久发展的一个原因

可以从这四个方面了解一下：

可扩展性：

• 基于微服务部署应用

• 横向扩容缩容

• 自动扩容缩容

高可用：

• 基于replicaset，statefulset 的应用高可用

• Kubernetes 组件本身高可用

可移植性：

• 多种 host Os 选择

• 多种基础架构的选择

• 基于集群联邦建立混合云

安全：

• 基于 TLS 提供服务

• Serviceaccount 和 user

• 基于 namespace 的隔离

• secret

• Taints，psp，networkpolicy

 3.3 K8S的优势

优势特点，主要是这8个层面：

资源利用：高效率/高密度

低耦合：松散耦合、分布式、弹性、解放的微服务

可移植性和灵活性：K8s有很强的兼容性，它可以在各种基础设施和环境设置下运行

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

跨平台：跨云和操作系统，可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、 Google Kubernetes Engine 和其他任何地方运行

开源：CNCF负责管理K8s，这是一个完全开源、由社区驱动的项目

多云兼容性：     

1.容器编排支持多云架构     

2.轻松实现环境迁移/扩展

市场领导者：大部分公司都在使用K8s。根据一项调查，K8s被客户广泛使用 (88%)，尤其在生产环境中(74%) 

 下一篇：从零开始学习 k8s：入门指南(二)