Kubernetes是什麼以及你為什麼選擇它
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- https://codilime.com/kubernetes-what-is-it-and-how-can-you-use-it-part-1-2/
- https://codilime.com/kubernetes-the-top-six-reasons-your-business-should-be-using-it-part-2-2-2/
Kubernetes是什麼以及如何使用它
Kubernetes是一個用於容器編排的開源系統，支持自動化應用程序部署，擴展以及管理。閱讀這篇博客文章，從商業視角瞭解下Kubernetes。我將簡要介紹虛擬化方法，構建Kubernetes的關鍵概念以及它在運行容器化應用程序時如何幫助您的業務。
首先，讓我們來看看採用Kubernetes的市場數據。根據Cloud Native Computing Foundation進行的一項調查，Kubernetes是容器管理工具的領導者。在調查中，83％的受訪者使用Kubernetes（2018年7月的數據，比2017年12月的77％），而58％的人在生產環境使用它，42％仍然在評估它。大多數受訪者是企業公司（5000多名員工），其中40％的人正在生產環境中使用Kubernetes。
根據2019年的RightScale雲狀態報告，Kubernetes的使用正在飆升。它在所有公司中的總體採用率從2018年的27％增加到2019年的48％，大型企業（1,000多名員工）甚至達到60％。2019年的十大趨勢報告預測，應用程序開發的雲原生方法（包括容器和Kubernetes）將獲得更多的支持，因為許多企業正計劃採用這種方法。451 Research公司估計，到2020年，容器市場將從2016年的7.62億美元增長到27億美元。
鑒於過去幾十年中已經浮出的IT系統技術術語和命名法，從實現和性能的角度來看，準確掌握新技術所帶來的內容往往令人難以招架。因此，在深入探討為什麼要考慮部署Kubernetes之前，我將幫助您瞭解這項技術的用途以及它的工作原理。
虛擬化的舊方法
在早期，使用更多計算能力的唯一方法是在物理意義上添加更多硬體（因此舊的名稱為「伺服器羣」）。然後，虛擬機（VM）被引入，虛擬化的概念誕生了。在過去近20年中，這一概念一直在發揮著越來越大的作用。這種軟體引入了虛擬硬體抽象層（HAL），這反過來使得可以在父OS的相同底層硬體上運行多個操作系統（OS）和應用程序。雖然這種方法確實在當前的IT基礎架構領域具有優勢，特別是在涉及特定的複雜軟體的情況下，並且確實保持市場份額的大本營，但它並非沒有缺陷。
虛擬機的完全實現（為了進行比較我們稱為虛擬化2.0）可以迅速成為系統資源，因此需要更快，更昂貴的硬體。在混合設置中尤其如此，由於必須運行的應用程序的陣列和性質，同一臺計算機上需要多個競爭操作系統（並非所有應用程序始終在同一操作系統上可用）。因此，VMM（虛擬機監視器或虛擬機管理程序）軟體變得必要，使系統更加複雜。一旦設置完成，VM實施就是重量級且不靈活。畢竟，為了運行應用程序，每個VM不僅必須包含操作系統本身的完整空間，還包括整個堆棧（操作系統，設備驅動程序，應用程序等）的所有庫和依賴項（Libs / Bins）。每個VM還必須模擬底層硬體的虛擬版本，因此不會直接調用IRQ（中斷請求），而是通過軟體代理來進一步阻礙性能。將此結合在一個真實世界的雲場景中，適用於大型或嚴格的業務目標要求的組織，所有這些最終轉化為實施流失，軟體複雜性，有限的可移植性，浪費的CPU週期和GB，以及硬體和人工的顯著更多美元從IT管理的角度來看。虛擬化既不便宜也不易實現。所有這些最終轉化為實施流失，軟體複雜性，有限的可移植性，浪費的CPU週期和GB，以及從IT管理角度來看，硬體和勞動力的顯著增加。虛擬化既不便宜也不易實現。所有這些最終轉化為實施流失，軟體複雜性，有限的可移植性，浪費的CPU週期和GB，以及從IT管理角度來看，硬體和勞動力的顯著增加。虛擬化既不便宜也不易實現。
新的虛擬化方法
虛擬化3.0，即容器化時代。容器並不是一個全新的解決方案，因為這個概念已經存在了大約二十年。但是，在2004 - 2008年，Solaris引入了Solaris Zones並創建了獨立的應用程序環境，而Google則突破性地使用到了生成環境業務。與此同時，Linux發布了內核編譯2.6.24，後來成熟為LXC（Linux容器）。到了2013年及以後：容器形式的虛擬化，而不僅僅是虛擬機，不斷瘦到認可，並且有充分的理由。Kubernetes項目最初由谷歌設計和創建，谷歌於2014年開源。它於2015年發布了1.0版，並與Linux基金會合作組建雲原生計算基金會負責Kubernetes項目。
容器對於VM來說就像是芭蕾舞者相比於相撲選手，你很快就會明白為什麼。如果您的組織需要非常特定的虛擬化實施形式，這可能是由於多種原因（即運行複雜的軟體環境），那麼VM可能仍然是您的可行性途徑。對於其他人來說，容器至少在初期是最佳選擇。關鍵的區別在於容器全部運行在同一主機操作系統上，因此無需像每個虛擬機那樣複製操作系統。此外，容器通過直接API調用來利用主機操作系統的Libs和Bins，並且僅在其本地模塊中封裝一些額外的Libs和Bins，這些Libs和Bins特定於它們運行的??應用程序。出於這些原因，容器同樣輕巧且便攜，並且遠遠少於您可能運行的任何VM的資源。
這些節省下來的CPU週期和GB可用於兩種不同的方案：運行具有更高系統性能和響應時間的同一組容器應用程序，或通過運行更多容器應用程序來更好地利用底層硬體。如果您需要在軟體故障或安全更新後重新啟動容器應用程序，那麼您只需幾秒鐘 - 與在相同方案中引導VM相差甚遠，更不用說混合VM配置了。容器式虛擬化當然伴隨著它自己的極少 - 可以說是不那麼極端的缺點。
首先，容器應該是輕便的，便攜的並且易於管理。但是，如果您的業務依賴於複雜的應用程序，則需要運行多個容器。這將增加多樣性，並最終導致性能瓶頸，因為容器爭奪對系統資源（操作系統和硬體）的受保護訪問。其次，容器默認不如VM安全。這是因為它們提供了進程級別的安全性，而不是操作系統級別的安全性，只有一個操作系統在運行，即主機操作系統（主機操作系統的任何安全漏洞自動成為容器的威脅）。在安全性至關重要的情況下，附加軟體是合理的。第三，因為在任何一個物理系統上運行整個容器集合併優化全面SaaS（軟體即服務）解決方案的交付是完全合理的，所以實時管理它們不再是手動任務。實際上，它需要類似於VMM的軟體，例如管理多個VM所需的軟體。
Kubernetes是什麼和不是什麼
在這個階段，您可能會認為Kubernetes（簡稱K8S）是一個允許對容器化應用程序進行分組的軟體平臺，但事實並非如此。Kubernetes不是關於對容器和相應應用程序進行分組，而是在它們在提供此功能的平臺（例如Docker（最受歡迎的），Mesos，CoreOS rkt和LXC）中設置（和分組）之後編排它們。一旦這些設置在一對多關係類型的原理圖中（即Docker配置了多個容器和羣集形式的應用程序），像Kubernetes這樣的軟體就會出現在最前端來管理它，並使管理任務更少通過自動化的負擔。實質上，Kubernetes（容器管理器，CM）是VMM運行多個虛擬機的過程 - 一個軟體管理層將所有虛擬機固定在一起，並保持齒輪順利轉動。
Kubernetes就是協調和調度容器以便它們能夠以最佳方式運行，並在負載全天波動時隨時訪問系統資源。谷歌是該領域的專家，因為它在過去二十年中部署了大量（可能是最高）的伺服器和應用程序。Kubernetes的開發和設計受到Google Borg系統的高度影響，它是為管理大規模集羣而創建的。Kubernetes可以在內部部署或在雲中部署，使您能夠跨多個物理機運行容器應用程序，並維護一個故障安全監視層，用於重新啟動崩潰的容器。它還可以輕鬆推出包括回滾在內的更新，並根據各種性能指標自動擴展以關閉和啟動容器。最後但同樣重要的是，Kubernetes允許在一致的部署中運行容器化應用程序，從而通過第三方軟體（如Prometheus，Jaeger，EFK（Elasticsearch，Fluentd，Kibana）堆棧或cAdvisor）監控它們變得更加容易。Kubernetes和簡化的CM解決方案基本上是同義詞。
選擇Kubernetes的六大理由
開源的力量
在不斷擴大的容器應用領域，Kubernetes已發展成為事實上的行業標準。因此，您可以選擇多種服務提供商來幫助您在組織的IT基礎架構中實施它。如果出現任何問題，Kubernetes開發者的開放社區可以指望做正確的事情。更重要的是，Kubernetes並不是一個開源了就不再活躍的項目，而是一個全年四次大版本更新的項目。
成本效益
容器的複雜性和佔用空間都很輕，而且設置它們比設置VM要簡單得多。這使得Kubernetes成為管理容器化應用程序的非常靈活的平臺。Kubernetes配置可減少錯誤的CPU週期和GB的RAM，從而縮短響應時間，最終提高系統性能。並且由於Kubernetes的負載平衡引擎，它可以在需要時啟動，停止和優先處理給定的容器 - 所有這些都可以保持性能一致。
可移植性
由於其多功能性，Kubernetes可以在您的組織內本地設置和運行在大量底層操作系統上。此外，如果您決定在整個生命週期的部署過程中遷移到備用操作系統，您可以隨身攜帶現有工作負載，而無需重新設計應用程序或廢品並重新構建基礎架構。Kubernetes避免了供應商鎖定，您的設置將繼續標準化並隨著時間的推移而簡化。
可擴展性
Kubernetes從頭開始設計為模塊化容器管理工具（CM），您可以自由選擇混合和匹配組件，實現真正的交鑰匙和定製實施。使用Kubernetes，您可以決定要運行的操作系統，應用運行時（Libs / Bins），文件系統，處理器架構甚至雲平臺。應用程序開發人員還可以直接調用Kubernetes API（應用程序編程介面），並加強應用程序的集成，以提高性能和可管理性。
自愈
軟體將不時遭受奇怪的故障，導致功能癱瘓和系統失敗。然而，這些陷阱將使您成為可靠性困境的犧牲品。但不要害怕：Kubernetes能夠定期監控您的完整基礎設施（容器，節點，Pod，網路，硬體，操作系統）。如果軟體錯誤導致系統的某些部分崩潰，Kubernetes將立即重啟應用程序。如果錯誤是由於硬體故障引起的，Kubernetes將檢測到它並將應用程序分佈在多個pod中。在這兩種情況下，應用程序停機時間都減少到最低限度。
雲服務
因為Kubernetes很受歡迎，你不需要自己處理內部實現，也不需要在硬體上花錢。事實上，您可以通過註冊託管的Kubernetes解決方案來外包流程：PaaS（平臺即服務）或IaaS（基礎架構即服務）。您的角色是專註於通過您的應用提供最佳用戶體驗，將負載平衡和雲服務留給Kubernetes。
摘要
如您所見，順利部署和運行應用程序可能是一項嚴峻的挑戰。值得慶幸的是，Kubernetes等解決方案使得容器化應用程序的部署，擴展和管理變得更加容易。基於投入Kubernetes的其他優勢，為什麼這麼多企業選擇它並不奇怪。
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