容器：docker，k8s与云原生入门介绍

Posted 2021-03-31 艾建的学习笔记

一：docker的由来

• 2010年，美国旧金山，几个年轻人成立了一家名叫做"dotCloud"的公司，用来提供基于Paas的LXC有关的容器技术服务，这个就是docker的雏形。

• dotCloud公司刚开始的发展步履维艰，在快坚持不下去的时候，docker之父Solomon Hykes决定将公司的容器技术进行开源，这就是docker。开源之后，docker的人气迅速攀升，很多大公司像Google、微软、Amazon、VMware也加入其中。

• docker作为一个轻量级的虚拟化技术，对资源的利用非常高。这就使得他在IT界非常受欢迎，docker社区也发展的很火爆这两年。很多人一提到容器就会想到docker，docker快成了容器技术的代名词

二：docker的介绍

2.1 容器和虚拟机

• 介绍docker之前，首先要说下容器（container)的概念。在docker官网上，对容器有个定义：A container is a standard unit of software that packages up code and all its dependencies so the application runs quickly and reliably from one computing environment to another（容器是打包代码和其所有依赖项的软件标准单元，因此应用程序可以从一个环境快速可靠的运行到另一个计算环境）.容器技术会虚拟出来一个类似“沙箱”的环境，将软件和环境隔离出来，在不同的平台都可以使用。容器也是虚拟技术，和传统的虚拟机的相比，它是对操作系统的虚拟，对进程的隔离，对资源的利用很高，并且启动速度很快，可以通过下面图看下容器技术和虚拟机之间结构的对比

• 容器和虚拟机的对比：

特性	容器	虚拟机
隔离级别	进程级	操作系统级
隔离策略	CGroups	Hypervisor
系统资源	0-5%	5%-15%
启动时间	秒级	分钟级
镜像存储	KB-MB	GB-TB
集群规模	上万	上百
高可用策略	弹性，负载，动态	备份，容灾，迁移

2.2 docker是什么

• docker是基于GO语言的开源应用容器引擎，

• docker官网的介绍的定义：an open source project to pack,ship and run any application as a lightweight container.我们可以记住三个动词“pack，ship，run”,docker可以让开发者打包他们的应用到一个轻量级，可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器中。

• build once，run anywhere（搭建一次，到处能用），docker有镜像的功能，可以将打包的东西生成镜像文件，包含了容器运行所需要的的所有程序，配置，资源等文件，直接可以到其他的系统服务器上直接使用。

2.3 docker解决了什么问题

• 1：解决了虚拟机资源消耗问题

• 2：快速部署

• 3：提供一次性的环境，可以在开发，测试，生产用同一个镜像

• 4：提供弹性的云服务，扩容和缩容很简单

• 5：构建微服务集群应用简单，一个容器就可以当做一个微服务的应用

2.4 docker实际应用产生的问题

• 在docker的实际应用中，开发者发现了将docker应用于具体的业务实现，是一件很困难的事情。困难之处在于容器的编排，调度和管理。所以就迫切需要一套docker管理系统，一套自动化运维管理平台，对docker和容器进行更高级更灵活的管理。这个时候Kubernetes就应时出现了。

三：Kubernetes

3.1 kubernetes介绍

• kubernetes是基于容器的集群管理平台，也可称为容器编排系统，简称K8S，8是中间8个字段的简称

• kubernetes是google公司使用go语言开发的系统，来自于google的borg系统演化。

3.2 K8S解决了哪些问题

• 使用容器构建的服务集群网络中有很多的大量容器，K8S就是用来管理云中的容器，在容器之间的管理中会出现下面的问题，K8S能完美的解决下面的问题

• 1：对服务进行横向扩展

• 2：容器宕机，数据及时恢复

• 3：监控容器

• 4：容器之间的调度

• 5：保证数据的安全性

3.3 K8S系统结构图

• master节点组件

组件	作用
API-SERVER	k8s网关，所有请求命令都要经过api-server
Scheduler	调度器，使用调度算法，把请求资源调度到某一个node节点
Controller Manager	控制器，维护K8S资源对象
etcd	存储资源对象

• node节点

组件	作用
docker	容器引擎，运行容器的基础环境
kubelet	执行node节点上的资源操作命令，在每个node节点上都存了一份
kube-proxy	代理服务，负载均衡
fluentd	日志收集服务
pod	k8s管理的基本单元（最小单元），pod内部是容器。k8s不直接管理容器，管理的是pod

四：云架构&云原生

4.1 云和K8S的关系

• 云 就是使用容器创建的一套服务集群网络，云由很多的大量的容器构成

• k8s就是用来管理云中的容器

4.2 云架构

• 
  

  概念	内容
  iaas	基础设施即服务，如云主机（用户不需要考虑网络，DNS,硬件环境的问题）
  paas	平台即服务，如mysql\ES\MQ
  saas	软件即服务，如一些办公软件钉钉
  serverless	无服务，站在用户的考虑，用户只需要使用云服务器即可，在云服务器的所有基础环境，软件环境都不需要自己安装
  未来：服务开发都是serverless,企业都构建自己的私有云环境或者使用公有云环境。

  4.3 云原生

  
  

• 云原生：就是为了让应用程序（项目，服务软件）都运行在云上的解决方案，这种方案就叫做云原生。

• 特点

• 1：容器化--所有服务都部署在容器中

• 2：微服务--web服务架构是微服务架构

• 3：CI（持续集成）/CD（持续交付）

• 4：DevOps（运维一体化）