Kubernetes生态环境读书笔记

Kubernetes 来历

1. 由google的brog改造而来的开源软件，2014年发布，2015年捐赠给Linux基金会的云计算基础项目CNCF 。
2. 自 2015 年 7 月发布以来，Kubernetes 已经成为最受欢迎的容器编排引擎。四大公共云服务提供商中有三家——谷歌、IBM 和微软——都提供了一个基于 Kubernetes 的服务平台(CaaS)平台。
3. 在 2013 年 Docker 出现以后，容器的采用率发生了爆炸式增长，成为了那些想要实现 IT基础设施现代化的企业的焦点。这种爆发的趋势有四个主要原因：

• 封装：Docker 解决了容器的用户体验问题，使它们更容易打包应用程序。在
  Docker 之前，处理容器是非常困难的（Warden 是个例外，它是由云计算平台抽象出来的）。
• 分发：自从云计算的出现以来，现代应用程序体系结构逐渐变得更加分散。无论是初创公司还是大型组织机构，都受到 DevOps 这种新方法和合作精神的启发。近年来它们都已将注意力转向了微服务架构。容器比迄今为止的其他各种体系结构设计得更模块化，更适合于支持微服务。
• 可移植性：开发人员喜欢在任何地方构建应用程序并运行它——将代码从他们的笔记本电脑推向生产环境，并期望它们在没有重大修改的情况下以完全相同的方式工作。随着 Docker 周围广泛积累了更多的工具，其功能的广度和深度更有助于开发人员采用容器。
• 速度：尽管在 Docker 之前已经存在了容器化的形式，但它们在最初的实现中却启动非常缓慢——在 LXC 的情况下，经常会花费几分钟，而使用 Docker 则把时间缩短为几秒钟。

编排

典型的容器编排平台的基本特征包括 ：

• 调度
• 资源管理
• 服务发现
• 健康检查
• 自动伸缩
• 更新和升级

Docker Swarm

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Docker要求在容器级别进行标准化，并使用 Docker 应用程序编程接口（API）
来处理业务流程和使用底层基础设施。Docker Swarm 使用现有的 Docker API 和网络框架，而不扩展它们，结合 Docker Compose 工具而更适合构建多容器应用程序。它使开发人员和操作人员更容易将一个应用程序从 5 个或 6 个容器扩展到数百个。
注意：Docker Swarm 使用 Docker API，使它可以轻松地适应现有的容器环境。采用Docker Swarm 可能意味着要在 Docker 上孤注一掷，目前，Swarm 的调度器选项是有限的。

Apache Mesos

Apache Mesos 是一个开放源码的集群管理器，它的出现早于 Docker Swarm 和Kubernetes。再加上 Marathon，一个用于基于容器的应用程序的编排框架，它为Docker Swarm 和 Kubernetes 提供了一个有效的替代方案。Mesos 也可以使用其他框架来同时支持容器化和非容器化的工作负载。

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Mesos 的平台，如图 1.2 所示，显示了节点之间的主/从关系。在这个方案中，分布式应用程序通过一个称为 ZooKeeper 的组件在集群之间进行协调。这个 ZooKeeper 的工作就是为一个集群选择控制节点，或者分配备用控制节点，并用代理逐步分配给每个其它节点。这些代理建立了主/从关系。在 Master 中，主守护进程建立了所谓的“框架”，它像桥梁一样，在主节点和工作节点之间延伸。运行在这个框架上的调度器确定了哪些工作节点可以接受资源，而守护进程则设置了要共享的资源。这是一个复杂的方案，但它的优点是能够适应多种类型和分布式负载的标准，而不仅仅是容器。
与 Docker Swarm 不同，Mesos 和 Marathon 都有自己的 API，这使得它们比其他编配工具更复杂。 然而，Mesos 在支持 Docker 容器和虚拟机(如 VMware vSphere 和KVM)方面更加灵活。Mesos 还支持支持大数据和高性能工作负载框架。
注意: Apache Mesos 是混合环境的完美编配工具，它包含容器和非容器的工作负载。尽管 Apache Mesos 是稳定的，但许多人认为它为容器用户提供了更陡峭的学习曲线。

Kubernetes

谷歌开源项目， 现在是CNCF的一部分， 它可以用很低的运行开销对容器进行互联网级规模的无缝管理。
Kubernetes 并不固定要求容器的格式，并且使用它自己的 API 和命令行接口（CLI）来进行容器编排。

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它支持多种容器格式，不只是包括 Docker 的，也支持 rkt。

我们之前提到的一个编排器的六个主要特征体现在 Kubernetes 中的以下方面中：

• 调度：Kubernetes 调度程序确保在任何时候都可以满足对基础设施上的资源的需求。
• 资源管理：在 Kubernetes 的环境中，资源是编排器可以实例化和管理的逻辑结构，例如服务或应用程序部署。
• 服务发现：Kubernetes 支持共享系统的服务，可以通过名称来发现。这样，包含服务的 pods 可以在整个物理基础结构中分布运行，而不必保留网络服务来定位它们。
• 健康检查：Kubernetes 利用称为“活性探针”和“就绪探针”的功能，给编排器
  提供应用程序状态的周期性的指示。
• 自动伸缩：使用 Kubernetes，当一个 pod 的指定 CPU 资源未被充分利用时，pod 自动伸缩器能自动生成更多的副本。
• 更新/升级：一个自动化的滚动升级系统使每个 Kubernetes 的部署保持更新和稳定。
  注意：Kubernetes 是由一个非常活跃的社区建立的。它为用户提供了更多的选择来扩展编排引擎以满足他们的需求。由于它使用了自己的 API，所以更熟悉 Docker 的用户将会遇到一些学习难点。