Kubernetes：容器编排介绍

Posted 2022-06-19 ccbloom

一、云计算

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云计算发展历程

??在学习k8s的过程中接触到了Serverless的概念，这里先对云计算的发展历程做一个简单的总结，以便引入Serverless。2006年，Google董事长 Eric Schmidt 在搜索引擎大会首次提出云计算（Cloud Computing）的概念，一转眼十多年过去了，云计算的发展势如破竹，从传统的IDC到现在的FaaS，逐渐快捷，愈发高效。

• IDC（ Internet Data Center ）：互联网数据中心。自建或者租用。自建自己干全套；租用就是服务器自己买，租人家的机柜，硬件安装和调试都由被托管方负责。
• IaaS（Infrastructure as a Service）：基础设施即服务。IaaS提供商给你提供硬件， 想怎么用自己搞。
• PaaS（Platform as a Service）：平台即服务。PaaS提供商给你提供硬件并装好操作系统、相关中间件及运行库等基础环境，至于要装什么应用看需求。
• SaaS（Software as a Service）：软件即服务。所有的东西都由IaaS提供商提供，用户只管用。
• FaaS（Function as a Service）：函数即服务。将应用程序抽象成函数，只有当程序被调用时才会执行函数启动，平时不启动不占用资源。

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Serverless

??Serverless是无服务器架构，这并不是说不用服务器了，而是通过技术手段将服务器透明化了，让开发者减少对服务器资源的关注，能够更加专注于自己的开发工作（业务）。Faas就是Serverless概念的一种体现。

• 低成本

  • Serverless将用户的服务器，数据库，中间件委托于FaaS，用户不再参与基础设施及软件的维护，而是直接使用相关的资源，大大节约了维护成本，降低了开发难度。

• 按需计费

  • 不同于以往云计算的计费方式，FaaS是按照请求次数及运行时间计费，最大程度利用了资源并降低了成本

• 简化管理

  • 自动化的弹性扩展、减小了打包和部署的复杂度、可以快速发布出去。

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二、容器化的演变过程

• 传统服务

  • 在微服务和容器化还没有盛行的时候，系统服务架构如下图，这种单体架构的好处就是便于管理和初次部署，但是当后续产品规模越来越大时，坏处就体现出来了。

    • 项目过于臃肿。大大小小的模块都几种在同一个项目中，开发者不易维护
    • 资源无法隔离。如果其中一个模块出现内存泄漏，整个系统都会被拖垮
    • 无法灵活扩展。有时并不是产品的每个模块都会提供对外访问，访问量大做集群负载时无法轻易水平扩展。

• 微服务

  • 微服务是近几年流行的一种架构思想，它提倡化整为零，将单一应用程序划分为一个一个的小服务，每个小服务运行在一个单独的环境中，互不影响却又能相互协调、相互配合达到化零为整的效果。微服务有以下特点：

    • 独立测试、部署、升级、发布。可以单独只测试某一个模块。
    • 便于扩展。比如商品模块访问量比较大，一个节点扛不住，那就再弄一台服务器部署一个商品模块，前端做LB。
    • 提高了容错，比如某个模块出问题了，不会影响到其它模块
    • 提高了管理的复杂度。当你单个服务过多时，互相之间的调用就是问题，如果单个写静态配置文件的话对运维人员会是一个不小的挑战。这时候就需要一个叫服务注册中心的东西，每个单服务实例在启动的时候，向注册中心注册自己的IP地址等信息，这样别的服务调用它时，都会先去注册中心查询，然后根据查询到的信息再去调用。比如订单模块之前调用的是支付模块A，支付模块A的服务挂了，那一定时间内注册中心就会移除支付模块A的注册信息。订单模块连接不上原本的支付模块A了，就会再次向注册中心查询有没有其他的支付模块。
    • 客户端调服务端都需要一个统一的入口，就是API Gateway。此处的客户端是一个相对的说法，除去外部访问，内部访问A调用B，相对B来说A就是客户端。API Gateway有身份验证、请求分片、负载均衡等功能。个人理解有限，想深入了解的自行查资料。

• 容器化

  • 容器概念的出现是要比微服务晚不少的，近几年流行的docker，为微服务架构提供了有效的容器。资源的有效隔离是微服务的设计原则之一，而docker恰好可以实现。

    • 一般情况下一个容器一个服务
    • 容器的资源隔离（PID、IPC、UTS等）、限制（CPU、Mem等）。
    • 可扩展性、可移植性。

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三、容器编排工具

• 容器编排工具概念

  • 当容器数量达到一定规模，就需要编排工具去管理，就是容器生命周期管理工具。容器编排工具提供调度和管理集群的技术，提供用于基于容器应用可扩展性的基本机制。这些工具使用容器服务，并编排他们以决定容器之间如何进行交互。 ---百度百科

• 容器编排工具的核心价值

  • 准备和部署容器
  • 容器的高可用和负载均衡
  • 应用规模的自动扩缩容
  • 底层硬件故障，能够把容器迁移到其他节点上，用户无感知。
  • 容器资源分配
  • 容器的注册与自动发现
  • 容器和宿主机的健康检查
  • 容器配置和存储管理

• 容器编排工具种类

  • Docker Swarm：docker自己的容器编排工具。
  • Apache Mesos and Marathon：Mesos是一个数据中心的资源统一管控的工具，本身没有编排容器的功能，需要和Marathon结合使用。后来Apache Mesos自己说不但支持Marathon也支持Kubernetes，且当时docker也说不但原生支持docker swarm也支持k8s。。。。。k8s的地位已经显而易见了。
  • Kubernetes： 压轴滴啦，请看下篇文章k8s介绍。

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