Docker+Kubernetes(k8s)微服务容器化实践
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Docker
- 基本概念：Docker 是一个开源的应用容器引擎，它允许开发者将应用程序及其依赖项打包到一个可移植的容器中，然后在任何支持 Docker 的环境中运行。容器是一个轻量级、独立的运行环境，包含了应用程序运行所需的一切，包括操作系统、应用程序代码、库和依赖项等。
- 核心组件镜像：Docker 镜像是一个只读的模板，用于创建容器。它包含了应用程序及其依赖的文件系统、配置信息等。可以将镜像看作是一个 “快照”，用于快速创建多个相同的容器实例。容器：容器是镜像的运行实例。它是一个隔离的环境，与宿主机和其他容器相互隔离，保证了应用程序的独立性和安全性。容器可以被启动、停止、删除，并且可以在不同的宿主机之间迁移。仓库：Docker 仓库用于存储和管理镜像。有公共仓库（如 Docker Hub）和私有仓库之分，开发者可以将自己的镜像推送到仓库中，也可以从仓库中拉取镜像到本地使用。
- 优势轻量级：容器共享宿主机的操作系统内核，只需打包应用程序及其依赖项，因此占用的空间小，启动速度快。可移植性：容器可以在不同的操作系统和硬件环境中运行，只要该环境支持 Docker，实现了 “一次构建，到处运行”。隔离性：容器之间相互隔离，每个容器都有自己独立的文件系统、网络和进程空间，避免了应用程序之间的相互干扰。易于部署和扩展：可以通过简单的命令快速创建、启动和停止容器，方便进行应用程序的部署和扩展。
Kubernetes（K8s）
- 基本概念：Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。它提供了一个强大的基础设施，能够管理大规模的容器集群，确保容器化应用程序的高可用性、弹性和可扩展性。
- 核心组件节点：节点是 Kubernetes 集群中的工作机器，可以是物理服务器或虚拟机。每个节点上运行着容器运行时（如 Docker）、kubelet（用于与 Master 节点通信并管理容器）和 kube - proxy（用于实现服务的网络代理）等组件。Pod：Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署和可管理的计算单元，它可以包含一个或多个紧密相关的容器。Pod 中的容器共享网络命名空间和存储卷，它们被视为一个整体进行调度和管理。服务（Service）：服务是一组 Pod 的抽象，它为 Pod 提供了一个稳定的网络地址和负载均衡功能。通过服务，其他应用程序可以通过固定的 IP 地址和端口号访问到 Pod 中的应用程序，而无需关心 Pod 的具体位置和数量变化。副本控制器（Replica Controller）/ 副本集（Replica Set）：用于确保指定数量的 Pod 副本始终处于运行状态。如果 Pod 意外终止，副本控制器会自动创建新的 Pod 来替换它，以保证应用程序的高可用性。部署（Deployment）：部署是一种更高层次的抽象，用于管理 Pod 和副本集的生命周期。它允许用户声明式地定义应用程序的部署方式，包括版本升级、回滚等操作。
- 优势自动化部署和扩展：Kubernetes 可以根据用户定义的规则自动将应用程序部署到集群中的节点上，并根据负载情况自动扩展或收缩 Pod 的数量，实现了应用程序的弹性伸缩。服务发现和负载均衡：Kubernetes 提供了服务发现机制，使得容器化应用程序可以轻松地发现和访问彼此。同时，服务还可以实现负载均衡，将流量均匀地分配到多个 Pod 上，提高应用程序的性能和可靠性。故障自愈：如果某个节点或 Pod 出现故障，Kubernetes 会自动检测并将其替换，确保应用程序的持续运行。它还可以监控应用程序的健康状况，根据预设的条件进行自动修复和恢复操作。资源管理和优化：Kubernetes 可以对集群中的资源进行统一管理和分配，根据应用程序的资源需求自动调度 Pod 到合适的节点上，提高资源利用率。
Docker 与 Kubernetes 的结合
在微服务架构中，通常会使用 Docker 将每个微服务打包成容器，然后利用 Kubernetes 来管理这些容器化的微服务。Kubernetes 可以协调 Docker 容器的部署、扩展、网络配置和资源管理等方面，使得微服务的运行更加稳定、高效和易于管理。例如，开发人员可以将各个微服务分别构建为 Docker 镜像，然后在 Kubernetes 集群中创建相应的 Deployment 和 Service 来部署和暴露这些微服务。Kubernetes 会根据配置自动管理微服务的副本数量、进行负载均衡，并确保微服务之间的网络通信正常。这样，通过 Docker 和 Kubernetes 的结合，能够实现微服务的快速部署、弹性扩展和可靠运行，为构建和运行大规模的微服务应用提供了强大的技术支持。
