10分钟看懂Docker和K8S

灰太狼 2022-10-07 05:51 147阅读 0赞

转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/53260098

2010年，几个搞IT的年轻人，在美国旧金山成立了一家名叫“dotCloud”的公司。

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这家公司主要提供基于PaaS的云计算技术服务。具体来说，是和LXC有关的容器技术。

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LXC，就是Linux容器虚拟技术（Linux container）

后来，dotCloud公司将自己的容器技术进行了简化和标准化，并命名为——**Docker**。

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Docker技术诞生之后，并没有引起行业的关注。而dotCloud公司，作为一家小型创业企业，在激烈的竞争之下，也步履维艰。

正当他们快要坚持不下去的时候，脑子里蹦出了“开源”的想法。

什么是“开源”？开源，就是开放源代码。也就是将原来内部保密的程序源代码开放给所有人，然后让大家一起参与进来，贡献代码和意见。

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Open Source，开源

有的软件是一开始就开源的。也有的软件，是混不下去，创造者又不想放弃，所以选择开源。自己养不活，就吃“百家饭”嘛。

2013年3月，dotCloud公司的创始人之一，Docker之父，28岁的**Solomon Hykes**正式决定，将Docker项目开源。

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Solomon Hykes（今年刚从Docker离职）

不开则已，一开惊人。

越来越多的IT工程师发现了Docker的优点，然后蜂拥而至，加入Docker开源社区。

Docker的人气迅速攀升，速度之快，令人瞠目结舌。

开源当月，Docker 0.1 版本发布。此后的每一个月，Docker都会发布一个版本。到2014年6月9日，Docker 1.0 版本正式发布。

此时的Docker，已经成为行业里人气最火爆的开源技术，没有之一。甚至像Google、微软、Amazon、VMware这样的巨头，都对它青睐有加，表示将全力支持。

Docker火了之后，dotCloud公司干脆把公司名字也改成了Docker Inc. 。

Docker和容器技术为什么会这么火爆？说白了，就是因为它“轻”。

在容器技术之前，业界的网红是**虚拟机**。虚拟机技术的代表，是**VMWare**和**OpenStack**。

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相信很多人都用过虚拟机。虚拟机，就是在你的操作系统里面，装一个软件，然后通过这个软件，再模拟一台甚至多台“子电脑”出来。

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虚拟机，类似于“子电脑”

在“子电脑”里，你可以和正常电脑一样运行程序，例如开QQ。如果你愿意，你可以变出好几个“子电脑”，里面都开上QQ。“子电脑”和“子电脑”之间，是**相互隔离**的，互不影响。

虚拟机属于虚拟化技术。而Docker这样的容器技术，也是虚拟化技术，属于**轻量级的虚拟化**。

虚拟机虽然可以隔离出很多“子电脑”，但占用空间更大，启动更慢，虚拟机软件可能还要花钱（例如VMWare）。

而容器技术恰好没有这些缺点。它不需要虚拟出整个操作系统，只需要虚拟一个小规模的环境（类似“沙箱”）。

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沙箱

它启动时间很快，几秒钟就能完成。而且，它对资源的利用率很高（一台主机可以同时运行几千个Docker容器）。此外，它占的空间很小，虚拟机一般要几GB到几十GB的空间，而容器只需要MB级甚至KB级。

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容器和虚拟机的对比

正因为如此，容器技术受到了热烈的欢迎和追捧，发展迅速。

我们具体来看看Docker。

大家需要注意，**Docker本身并不是容器**，它是创建容器的工具，是应用容器引擎。

想要搞懂Docker，其实看它的两句口号就行。

第一句，是**“Build, Ship and Run”**。

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也就是，“搭建、发送、运行”，三板斧。

举个例子：

我来到一片空地，想建个房子，于是我搬石头、砍木头、画图纸，一顿操作，终于把这个房子盖好了。

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结果，我住了一段时间，想搬到另一片空地去。这时候，按以往的办法，我只能再次搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。

但是，跑来一个老巫婆，教会我一种魔法。

这种魔法，可以把我盖好的房子复制一份，做成“镜像”，放在我的背包里。

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等我到了另一片空地，就用这个“镜像”，复制一套房子，摆在那边，拎包入住。

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怎么样？是不是很神奇？

所以，Docker的第二句口号就是：**“Build once，Run anywhere（搭建一次，到处能用）”。**

Docker技术的三大核心概念，分别是：

*  **镜像（Image）**
 *  **容器（Container）**
 *  **仓库（Repository）**

我刚才例子里面，那个放在包里的“镜像”，就是**Docker镜像**。而我的背包，就是**Docker仓库**。我在空地上，用魔法造好的房子，就是一个**Docker容器**。

说白了，这个Docker镜像，是一个特殊的文件系统。它除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（例如环境变量）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

也就是说，每次变出房子，房子是一样的，但生活用品之类的，都是不管的。谁住谁负责添置。

每一个镜像可以变出一种房子。那么，我可以有多个镜像呀！

也就是说，我盖了一个欧式别墅，生成了镜像。另一个哥们可能盖了一个中国四合院，也生成了镜像。还有哥们，盖了一个非洲茅草屋，也生成了镜像。。。

这么一来，我们可以交换镜像，你用我的，我用你的，岂不是很爽？

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于是乎，就变成了一个大的公共仓库。

负责对Docker镜像进行管理的，是**Docker Registry服务**（类似仓库管理员）。

不是任何人建的任何镜像都是合法的。万一有人盖了一个有问题的房子呢？

所以，Docker Registry服务对镜像的管理是非常严格的。

最常使用的Registry公开服务，是官方的**Docker Hub**，这也是默认的 Registry，并拥有大量的高质量的官方镜像。

好了，说完了Docker，我们再把目光转向K8S。

就在Docker容器技术被炒得热火朝天之时，大家发现，如果想要将Docker应用于具体的业务实现，是存在困难的——编排、管理和调度等各个方面，都不容易。于是，人们迫切需要一套管理系统，对Docker及容器进行更高级更灵活的管理。

就在这个时候，K8S出现了。

**K8S，就是基于容器的集群管理平台，它的全称，是kubernetes。**

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Kubernetes 这个单词来自于希腊语，含义是**舵手**或**领航员**。K8S是它的缩写，用“8”字替代了“ubernete”这8个字符。

和Docker不同，K8S的创造者，是众人皆知的行业巨头——**Google**。

然而，K8S并不是一件全新的发明。它的前身，是Google自己捣鼓了十多年的**Borg系统**。

K8S是2014年6月由Google公司正式公布出来并宣布开源的。

同年7月，微软、Red Hat、IBM、Docker、CoreOS、 Mesosphere和Saltstack 等公司，相继加入K8S。

之后的一年内，VMware、HP、Intel等公司，也陆续加入。

2015年7月，Google正式加入OpenStack基金会。与此同时，Kuberentes v1.0正式发布。

目前，kubernetes的版本已经发展到V1.13。

K8S的架构，略微有一点复杂，我们简单来看一下。

一个K8S系统，通常称为一个**K8S集群（Cluster）**。

这个集群主要包括两个部分：

*  **一个Master节点（主节点）**
 *  **一群Node节点（计算节点）**

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一看就明白：Master节点主要还是负责管理和控制。Node节点是工作负载节点，里面是具体的容器。

深入来看这两种节点。

首先是**Master节点**。

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Master节点包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd。

API Server是整个系统的对外接口，供客户端和其它组件调用，相当于“营业厅”。

Scheduler负责对集群内部的资源进行调度，相当于“调度室”。

Controller manager负责管理控制器，相当于“大总管”。

然后是**Node节点**。

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Node节点包括Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns（可选），还有就是**Pod**。

Pod是Kubernetes最基本的操作单元。一个Pod代表着集群中运行的一个进程，它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。除了Pod之外，K8S还有一个**Service**的概念，一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。这段不太好理解，跳过吧。

Docker，不用说了，创建容器的。

Kubelet，主要负责监视指派到它所在Node上的Pod，包括创建、修改、监控、删除等。

Kube-proxy，主要负责为Pod对象提供代理。

Fluentd，主要负责日志收集、存储与查询。

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