什么是 Kubernetes

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一、什么是Kubernetes

Kubernetes（简称 K8s），K8s 是云原生生态的核心组件，也是云技术最核心的内容。

k8s 是一个开源的容器编排平台。它的主要目标是自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。

k8s 也是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，确切地说，Kubernetes是谷歌严格保密十几年的秘密武器Borg的一个开源版本。

Borg 是谷歌内部使用的大规模集群管理系统，它基于容器技术，目的是实现资源管理的自动化，以及跨多个数据中心的资源利用率的最大化。

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环境不一致使得应用部署出现了各种问题，从而产生了Docker容器来解决应用部署的问题。而大集群上容器的部署、伸缩和管理的各种问题，衍生出来了容器编排引擎，比较出名的有K8S(Kubernetes) 和 Docker Swarm。

Kubernetes是一个针对容器应用，进行自动部署，弹性伸缩和管理的开源系统。主要功能是生产环境的容器编排，Kubernetes名字太长了，叫起来有点麻烦，而Kubernetes首字母与结尾字母之间有8个字母，因此被称作K8S。

如果我们使用Kubernetes：

1、与业务无关的底层代码或功能模块，都可以立刻从我们的视线中消失

2、不必再费心于负载均衡器的选型和部署实施问题

3、不必再考虑引入或自己开发一个复杂的服务治理框架

4、不必再头疼于服务监控和故障处理模块的开发

二、Kubernetes发展史

K8S是建立在谷歌内部有超过15年的历史，来源于谷歌内部的Borg系统，集结了Borg的精华。

2014年6月 谷歌云计算专家埃里克·布鲁尔（Eric Brewer）在旧金山的发布会为这款新的开源工具揭牌。

2015年7月22日K8S迭代到 v 1.0并正式对外公布

大约每100天更新一次，如今已是 1.29.2 版 (发布日期: 2024-02-14）

三、Kubernetes架构图

Kubernetes最初源于谷歌内部的Borg，提供了面向应用的容器集群部署和管理系统。Borg是谷歌内部的大规模集群管理系统，负责对谷歌内部很多核心服务的调度和管理。Borg的目的是让用户不必操心资源管理的问题，让他们专注于自己的核心业务，并且做到跨多个数据中心的资源利用率最大化。

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Kubernetes借鉴了Borg的设计理念，整体架构跟Borg非常像，如下图所示：

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四、Kubernetes特点

Kubernetes是一个开放的开发平台，它不局限于任何一种语言，没有限定任何编程接口，所以不论是用Java、Go、C++还是用Python编写的服务，都可以被映射为Kubernetes的Service（服务），并通过标准的TCP通信协议进行交互。此外，Kubernetes平台对现有的编程语言、编程框架、中间件没有任何侵入性，因此现有的系统也很容易改造升级并迁移到Kubernetes平台上。

Kubernetes作用

Kubernetes提供了完善的管理工具（开发、部署、测试、运维、监控）因此，Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，并且是一个一站式完备的分布式系统开发和支撑平台。

Kubernetes同时具有完备的集群管理能力：

1、故障自愈

2、服务发现与负载均衡

3、自动部署与回滚

4、自动伸缩（扩容与缩容）

Kubernetes 的一些关键特性和用途：

1.容器编排

  • 自动化部署：Kubernetes 可以自动化地部署应用程序容器，并通过滚动更新或回滚来管理应用的升级过程。
  • 负载均衡：Kubernetes 可以自动将流量分配到多个容器实例，确保服务的高可用性和负载均衡。

2.扩展和管理

  • 自动扩展：Kubernetes 可以根据资源使用情况自动扩展或缩减应用程序的实例数量，以适应流量或资源需求的变化。
  • 自愈能力：如果某个容器或节点发生故障，Kubernetes 可以自动重启或重新调度容器，确保应用程序的持续运行。

3.存储管理

  • 持久化存储：Kubernetes 支持多种存储解决方案，可以为应用程序提供持久化存储。
  • 存储编排：Kubernetes 可以动态地为应用程序分配存储资源，并管理存储的生命周期。

4.服务发现和负载均衡

  • 服务发现：Kubernetes 提供了内置的服务发现机制，使得不同的服务可以相互发现和通信。
  • 负载均衡：Kubernetes 支持多种负载均衡策略，确保流量在多个容器实例之间均匀分布。

5.配置和密钥管理

  • 配置管理：Kubernetes 允许用户通过配置文件或环境变量来管理应用程序的配置。
  • 密钥管理：Kubernetes 提供了安全的密钥管理机制，用于存储和管理敏感信息，如数据库密码或 API 密钥。

6.多环境支持

  • 混合云和多云：Kubernetes 可以在不同的云环境（如 AWS、Azure、Google Cloud）和本地数据中心中运行，实现混合云和多云部署。
  • 集群管理：Kubernetes 可以管理多个集群，允许用户跨多个集群部署和管理应用程序。

7.社区和生态系统

  • 丰富的插件和扩展：Kubernetes 拥有一个庞大的社区和生态系统，提供了大量的插件和扩展，用于增强 Kubernetes 的功能。
  • 持续演进：Kubernetes 是一个活跃的开源项目，不断引入新的特性和改进，以满足不断变化的容器化需求。

五、谁在用k8s

Kubernetes（K8s）已经成为容器编排领域的行业标准，许多大型企业和中小型公司都在使用它。以下是一些广泛使用 Kubernetes 的知名公司：

1.Google Google Kubernetes Engine (GKE)：Google 是 Kubernetes 的创始者之一，它的 GKE 是托管的 Kubernetes 服务，广泛用于管理和部署容器化应用。

2.Amazon Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)：Amazon 提供了一个托管的 Kubernetes 服务，EKS，帮助用户在 AWS 上轻松运行和管理 Kubernetes 集群。

3.Microsoft Azure Kubernetes Service (AKS)：Microsoft Azure 提供了 AKS，一个托管的 Kubernetes 服务，帮助用户在 Azure 云上部署、管理和扩展容器化应用。

4.IBM IBM Cloud Kubernetes Service：IBM 提供了一个托管的 Kubernetes 服务，帮助用户在 IBM Cloud 上运行和管理容器化应用。

5.Red Hat OpenShift：Red Hat 的 OpenShift 是一个企业级的 Kubernetes 平台，提供了额外的功能和集成，如 CI/CD、存储管理等。

6.阿里巴巴 Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes (ACK)：阿里巴巴提供了 ACK，一个托管的 Kubernetes 服务，帮助用户在阿里云上管理容器化应用。

7.腾讯 Tencent Kubernetes Engine (TKE)：腾讯云提供了 TKE，一个托管的 Kubernetes 服务，帮助用户在腾讯云上部署和管理容器化应用。

8.Uber Uber 使用 Kubernetes 来管理其大规模的微服务架构，确保应用的高可用性和可扩展性。

9.eBay eBay 使用 Kubernetes 来管理和扩展其电子商务平台，提高应用的可靠性和性能。

10.GitHub GitHub 使用 Kubernetes 来管理其代码托管平台，确保应用的高性能和可扩展性。

总结

许多大型企业和中小型公司都在使用 Kubernetes 来管理和扩展他们的容器化应用。由于其强大的功能和广泛的社区支持，Kubernetes 已经成为现代云原生应用开发和部署的首选平台之一。

Kubernetes 是一个强大的容器编排平台，广泛应用于生产环境中，帮助企业实现高效、可靠的容器化应用部署和管理。