云計算的發(fā)展：Kubernetes的特性

如果你對容器化感興趣并且關注過，可能會聽過許多關于Kubernetes的事情。隨著云開發(fā)的重點轉(zhuǎn)移到容器，Kubernetes等這些容器相關技術已經(jīng)變得大受歡迎。什么是Kubernetes？為什么這項技術很重要呢？

企業(yè)遇到的問題與挑戰(zhàn)

目前許多企業(yè)及其客戶正在尋求更靈活、更快交付、并且在私有云，混合云，甚至多云環(huán)境下都可以運行的軟件及系統(tǒng)。

然而，許多企業(yè)面臨的是不同的軟件環(huán)境具有不同的限制和復雜性。 例如，如果開發(fā)團隊在編寫軟件時考慮了某個操作系統(tǒng)，在其他操作系統(tǒng)運行時可能會遇到各種復雜的問題，對于底層硬件環(huán)境或云環(huán)境也是如此。

這些問題會在組織內(nèi)部不停的造成內(nèi)部沖突與消耗。開發(fā)團隊可能會開發(fā)出因許多因素導致非常難以運維的軟件。例如，軟件遷移到新環(huán)境導致性能問題，甚至因一個小改動導致嚴重的問題。

容器：解決問題的方案

容器是解決方案之一。容器將軟件運行時的所需依賴及運行環(huán)境全部打包在一起。這種特性將應用與底層基礎架構分開。無論在哪里運行容器化應用程序，都將以相同的方式在相同的環(huán)境運行。這些特性聽起來與虛擬機很像，但是有本質(zhì)性的區(qū)別。

圖1

如圖1所示，使用虛擬化技術作為應用沙盒，就必須要由Hypervisor來負責創(chuàng)建虛擬機，這個虛擬機時真實存在的，并且它里面運行一個完整的GuestOS才能執(zhí)行用戶的應用進程。這就不可避免地帶來了額外的資源消耗和占用。

而相比之下，容器化后的用戶應用，卻依然還是一個宿主機上的普通進程，這就意味著這些因為虛擬化而帶來的性能損耗都是不存在的；另一個方面，使用linux namespace作為隔離手段的容器并不需要單獨的GuestOS，這就使得容器額外的資源占用幾乎可以忽略不計。

所以說，容器作為解決方案，“敏捷”和“高性能”是容器相較于虛擬機最大的優(yōu)勢，也是它能夠在PaaS這種更細粒度的資源管理平臺上大行其道的重要原因。

Kubernetes：容器的解決方案

容器聽起來像是一個完美的解決方案，但使用容器也會產(chǎn)生一些問題。大型企業(yè)可能會產(chǎn)生大量容器，如何管理和部署，對所有容器化應用進行編排，這是一個非常復雜的問題。

由Google與RedHat公司共同主導的Kubernetes項目可以幫助解決這些問題。Kubernetes是一個管理，自動化和部署容器化應用的開源解決方案。

Kubernetes脫胎于Borg系統(tǒng)，而Borg系統(tǒng)一直以來都被譽為Google公司內(nèi)部最強大的“秘密武器”。相對于Spanner、BigTable等相對上層的項目，Borg要承擔的責任，是承載Google公司整個基礎設施的核心依賴。在Google公司已經(jīng)公開發(fā)表的基礎設施體系論文中，Borg項目當仁不讓地地位居整個基礎設施技術棧的最底層。

圖2

如圖2，Borg和它的繼任者Omega位于整個技術棧的最底層。正因這樣，Borg可以說是Google最不可能開源的一個項目。而幸運的是得益于Docker項目和容器技術的風靡，它卻已另外一種方式與開源社區(qū)見面，這就是Kubernetes。正式這樣，Kubernetes依托著Borg的理論優(yōu)勢，在短短幾個月內(nèi)在市場中站穩(wěn)了腳跟。

Kubernetes會帶來的幾點好處：

節(jié)約成本：Kubernetes集群以運維工作量少而聞名。企業(yè)團隊不必編寫自己的容器化腳本。團隊成員也不必在“重新發(fā)明輪子“或者放棄共享基礎設施的優(yōu)勢之間做出選擇。還可以通過使用容器更加有效的降低硬件成本。

更短的交付周期： Kubernetes非常適合DevOps。良好的容器管理意味著只要軟件運行，部署幾乎總是無痛，這意味著更快部署。

IT靈活性：在現(xiàn)代企業(yè)中，軟件可以在任意數(shù)量的私有和共享基礎架構上運行。擁有容器管理解決方案意味著不必犧牲性能或進行重大調(diào)整來移動您的應用程序。您可以在任何業(yè)務需要的地方運行軟件。這使團隊更加靈活。

Kubernetes所擅長的，是按照用戶的意愿和整個系統(tǒng)的規(guī)則，完全自動化的處理好容器之間的各種關系。其本質(zhì)，是為用戶提供一個具有普遍意義的容器編排工具?？梢哉f，在容器云中，Kubernetes提供了一套基于容器構建分布式系統(tǒng)的基礎依賴，其意義等同于Linux在操作系統(tǒng)中的地位。

本文作者：

格創(chuàng)東智資深工程師王文暢（轉(zhuǎn)載請注明作者及來源）