如何轻松研究 Kubernetes？
发布时间：2021-06-07 11:16:45 所属栏目：云计算 来源：互联网
导读：一 什么是 Kubernetes? 我们来看一下什么是 Kubernetes。这部分内容我会从四个角度来跟大家分享一下我的看法。 1 未来什么样 这是一张未来大部分公司后端 IT 基础设施的架构图。简单来说，以后所有公司的 IT 基础设施都会部署在云上。用户会基于 Kubernetes
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一 什么是 Kubernetes?
我们来看一下什么是 Kubernetes。这部分内容我会从四个角度来跟大家分享一下我的看法。
1 未来什么样
这是一张未来大部分公司后端 IT 基础设施的架构图。简单来说，以后所有公司的 IT 基础设施都会部署在云上。用户会基于 Kubernetes 把底层云资源分割成具体的集群单元，给不同的业务使用。而随着业务微服务化的深入，服务网格这样的服务治理逻辑会变得跟下边两层一样，成为基础设施的范畴。
目前，阿里基本上所有的业务都跑在云上。而其中大约有一半的业务已经迁移到了自己定制 Kubernetes 集群上。另外据我了解，阿里计划今年完成 100% 的基于 Kubernetes 集群的业务部署。
而服务网格这块，在阿里的一些部门，像蚂蚁金服，其实已经有线上业务在用了。大家可以通过蚂蚁一些同学的分享来了解他们的实践过程。
虽然这张图里的观点可能有点绝对，但是目前这个趋势是非常明显的。所以未来几年， Kubernetes 肯定会变成像 Linux 一样的，作为集群的操作系统无处不在。
2 Kubernetes 与操作系统
这是一张传统的操作系统和 Kubernetes 的比较图。大家都知道，作为一个传统的操作系统，像 Linux 或者 Windows，它们扮演的角色，就是底层硬件的 一个抽象层。它们向下管理计算机的硬件，像内存或 CPU，然后把底层硬件抽象成一些易用的接口，用这些接口，向上对应用层提供支持。
而 Kubernetes 呢，我们也可以把它理解为一个操作系统。这个操作系统说白了也是一个抽象层，它向下管理的硬件，不是内存或者 CPU 这种硬件，而是多台计算机组成的集群，这些计算机本身就是普通的单机系统，有自己的操作系统和硬件。Kubernetes 把这些计算机当成一个资源池来 统一管理，向上对应用提供支撑。
这里的应用比较特别，就是这些应用都是容器化的应用。如果对容器不太了解的同学，可以简单把这些应用，理解为一个应用安装文件。安装文件打包了所有的依赖库，比如 libc 这些。这些应用不会依赖底层操作系统的库文件来运行。
3 Kubernetes 与 Google 运维解密
上图中，左边是一个 Kubernetes 集群，右边是一本非常有名的书，就是 Google 运维解密这本书。相信很多人都看过这本书，而且有很多公司目前也在实践这本书里的方法。包括故障管理，运维排班等。
Kubernetes 和这本书的关系，我们可以把他们比作剑法和气功的关系。不知道这里有多少人看过笑傲江湖。笑傲江湖里的华山派分两个派别，气宗和剑宗。气宗注重气功修炼，而剑宗更强调剑法的精妙。实际上气宗和剑宗的分家，是因为华山派两个弟子偷学一本葵花宝典，两个人各记了一部分，最终因为观点分歧分成了两派。
Kubernetes 实际上源自 Google 的集群自动化管理和调度系统 Borg，也就是这本书里讲的运维方法所针对的对象。Borg 系统和书里讲的各种运维方法可以看做是一件事情的两个方面。如果一个公司只去学习他们的运维方法，比如开了 SRE 的职位，而不懂这套方法所管理的系统的话，那其实就是学习葵花宝典，但是只学了一部分。
Borg 因为是 Google 内部的系统，所以我们一般人是看不到的，而 Kubernetes 基本上继承了 Borg 在集群自动化管理方面非常核心的一些理念。所以如果大家看了这本书，觉得很厉害，或者在实践这本书里的方法，那大家一定要深入理解下 Kubernetes。
4 技术演进史
早期的时候，我们做一个网站后端，可能只需要把所有的模块放在一个可执行文件里，就像上图一样，我们有 UI、数据和业务三个模块，这三个模块被编译成一个可执行文件，跑在一台服务器上。
但是随着业务量的大幅增长，我们没有办法，通过升级服务器配置的方式来扩容。这时候我们就必须去做微服务化了。
微服务化会把单体应用拆分成低耦合的小应用。这些应用各自负责一块业务，然后每个应用的实例独占一台服务器，它们之间通过网络互相调用。
这里最关键的是，我们可以通过增加实例个数，来对小应用做横向扩容。这就解决了单台服务器无法扩容的问题。
微服务之后会出现一个问题，就是一个实例占用一台服务器的问题。这种部署方式，资源的浪费其实是比较严重的。这时我们自然会想到，把这些实例混部到底层服务器上。
但是混部会引入两个新问题，一个是依赖库兼容性问题。这些应用依赖的库文件版本可能完全不一样，安装到一个操作系统里，必然会出问题。另一个问题就是应用调度和集群资源管理的问题。
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