Docker+Kubernetes(k8s)微服务容器化实践

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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。

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