浅谈Docker & k8s

Docker

轻量级虚拟环境（相对于VM来说）。

Linux Containers

Linux 容器 (LXC) 不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。

Docker概念

Docker相当于为LXC封装了一个好用的API。

image = 小的虚拟环境。可以叠加。like OS + App1 + App2…

Docker用处

问Docker的用处，实际上就是问“轻量级虚拟环境”的用处。

Why do we need containers after all?

https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/overview/what-is-kubernetes/

如果app之间没有隔离：

1. 资源分配问题。一个App可能占用大部分资源。
2. 安全问题。
3. 不够灵活。

Docker 的主要用途，目前有三大类。

（1）提供一次性的环境。比如，本地测试他人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境。

（2）提供弹性的云服务。因为 Docker 容器可以随开随关，很适合动态扩容和缩容。

（3）组建微服务架构。通过多个容器，一台机器可以跑多个服务，因此在本机就可以模拟出微服务架构。

Docker的意思

Docker = 码头工，所以应该就是一个把那些container移来移去的app。

Kubernetes

用来管理容器。这个“管理”包含了很多方面：

• 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，从而使部署稳定。

• 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，它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， 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。

• 自动完成装箱计算

  Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存（RAM）。 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。

• 密钥与配置管理

  Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。

架构

重要名词

Kubelet: Worker（或者说Node）机器上的Kubernetes代理。它负责与Control Plane交互。

Pod: Kubernetes管理的最小单位，我翻译为“小组”。它可以包含一个或多个container(image).

注意：Kubernetes不直接管理container。

Pod 为特定于应用程序的“逻辑主机”建模，并且可以包含相对紧耦合的不同应用容器。例如，Pod 可能既包含带有 Node.js 应用的容器，也包含另一个不同的容器，用于提供 Node.js 网络服务器要发布的数据。Pod 中的容器共享 IP 地址和端口（以及存储Volume），始终位于同一位置并且共同调度，并在同一工作节点上的共享上下文中运行。

Pod是 Kubernetes 平台上的原子单元。 当我们在 Kubernetes 上创建 Deployment 时，该 Deployment 会在其中创建包含容器的 Pod （而不是直接创建容器）。

Appl.yaml: 配置文件，你可以在此指定系统的“Desired State”，而不必知道k8s是如何达到”Desired State”的。

图中，我们想要一个包含Image1&Image2的Pod，并且指定该Pod要有三个Replicas。

一个分配方案是让每个Worker运行一个Pod1实例。

当有Worker down的时候，k8s会自动把上面的任务分配到可用的机器上。

高级

Service

之前说过，每个Pod都有一个IP。但是提供同一应用的几个Pods可能会动态变化（比如某一台机器炸了），IP也会跟着变。有的时候我们不关心具体连到哪个Pod，只要能获得服务就可以了。

因此k8s在Pod之上又抽象了一个Service层，其包括一些Pods，并封装了对外的统一IP。还提供负载均衡功能。

在定义Service时，我们要指定该Service包含哪些Pods。这是通过选择器来实现的。每一个Pod上都有一些Label，比如name:syh。当我们选择name=syh时，就会选择到含有label name:syh 的Pods。

一个Service的endpoints就是它所包含的每个Pod的IP。

Service默认只暴露给集群内部。可以设置成暴露给集群外部。

参见https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/services-networking/service/#publishing-services-service-types