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为开发者和运维人员提供了丰富的功能和灵活的解决方案#xff0c;帮助他们更轻松地构建、部署和管理云原生应用程序。

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K8s简介

Kubernetes简称K8s是一个开源的容器编排平台旨在简化容器化应用程序的部署、扩展和管理。

为开发者和运维人员提供了丰富的功能和灵活的解决方案帮助他们更轻松地构建、部署和管理云原生应用程序。

以下是关于Kubernetes的简介

开发人员和公司

Kubernetes最初由Google开发并于2014年首次发布为开源项目。

目前它由云原生计算基金会Cloud

Native

FoundationCNCF维护并得到了来自全球范围内许多公司和开发者的贡献和支持。

是的Kubernetes是一个完全开源的项目任何人都可以查看、使用和贡献代码。

开发语言

Kubernetes的核心部分主要使用Go语言Golang开发同时也包括了一些使用其他语言开发的辅助工具和组件。

设计理念

Kubernetes的设计理念包括自动化、可扩展性、自愈性和平台无关性。

它旨在提供一个统一的平台用于管理容器化的应用程序使开发者能够更轻松地部署、扩展和管理应用同时确保高可用性和稳定性。

Kubernetes解决了传统部署方式中的一些挑战包括复杂的部署流程、手动的扩展和管理、单点故障等。

它通过容器编排、自动化操作和资源调度等功能提高了应用程序的可靠性、弹性和效率。

核心功能

根据应用程序的负载和资源需求自动调整应用程序的副本数量。

服务发现与负载均衡

提供内置的服务发现机制和负载均衡器确保应用程序能够互相访问并平衡流量。

存储编排

管理应用程序所需的持久化存储卷并与容器进行动态挂载和卸载。

自我修复

监控应用程序的健康状态并自动处理故障或异常情况。

密钥管理与安全

提供密钥管理和安全机制确保敏感数据的安全性和隐私保护。

扩展机制

支持插件和扩展机制使用户能够根据自己的需求扩展Kubernetes的功能。

技术生态

理念优点在自动化应用程序的部署、扩展和操作。

本文将介绍K8s的功能架构、技术架构、组件模块、数据流图以及其在云计算领域的优势。

我们还将讨论K8s的发展历史、开发语言、市场占有率并与一些同类产品进行对比最后探讨基于K8s开发的生态产品和应用场景以及在中国各大企业中的应用状况。

功能架构

K8s可以自动化地部署和扩展应用程序根据需求动态地添加或删除容器实例。

服务发现和负载均衡

K8s提供了内置的服务发现和负载均衡功能使得应用程序可以轻松地与其他服务进行通信。

存储编排

K8s可以根据需求自动挂载存储系统并为应用程序提供持久化存储。

自动恢复

K8s可以自动检测和替换失效的容器实例确保应用程序的高可用性。

密钥管理

技术架构

Master节点是K8s集群的控制平面负责管理集群中的所有资源和容器。

Node节点

Node节点是K8s集群中的工作节点负责运行容器实例和提供运行环境。

etcd

etcd是K8s集群的分布式键值存储系统用于存储集群的状态信息。

API

Server

Server是K8s集群的核心组件负责暴露集群的API并与其他组件进行通信。

Controller

Manager

Manager负责管理集群中的控制器监控集群的状态并进行调整。

Scheduler

Scheduler负责将新创建的Pod调度到合适的Node节点上运行。

Kubelet

Kubelet是运行在Node节点上的代理负责管理Node节点上的容器实例。

Container

Runtime

Runtime是K8s集群中用于运行容器的软件常见的包括Docker、containerd等。

组件模块

集群中的分布式键值存储系统用于存储集群的所有状态数据包括配置信息、元数据、状态等。

它对整个集群的稳定性和一致性至关重要。

kube-scheduler调度器

Pod并根据预定义的调度策略将其分配到集群中的合适节点上以确保资源的合理利用和负载均衡。

Node、Pod、Service

K8s可以根据负载自动扩展和收缩应用程序确保资源的高效利用。

高可用性

K8s提供了自动恢复和故障转移功能确保应用程序的高可用性。

灵活性

K8s提供了丰富的API和插件机制可以根据需求定制和扩展功能。

可移植性

K8s可以在各种云平台和部署环境中运行确保应用程序的可移植性和跨平台性。

发展历史

2014年6月Google发布了K8s的首个版本。

2015年7月K8s成为Linux基金会的一个托管项目。

自此之后K8s经过多个版本的迭代和更新逐渐成为了云原生应用开发和部署的标准平台。

市场占有率

Kubernetes已经成为容器编排领域的领导者其市场占有率相当高。

根据多家市场研究公司的报告和数据以下是关于Kubernetes市场占有率的一些信息

CNCF调查报告

根据云原生计算基金会CNCF的调查报告在容器编排平台中Kubernetes的市场份额超过了80%。

这表明Kubernetes已经成为业界标准被广泛应用于各种规模和行业的企业中。

其他调查和报告

不同的市场调查公司可能会有略微不同的数据但总体趋势都是一致的即Kubernetes在容器编排领域占据主导地位。

一些调查报告还指出Kubernetes的市场份额在不断增长预计未来仍会保持领先地位。

竞争对手

尽管Kubernetes在市场上占据主导地位但仍然有一些竞争对手例如Docker

Swarm、Apache

Mesos等。

然而这些竞争对手的市场份额相对较小远远落后于Kubernetes。

同类产品对比

MesosOpenShift功能自动化部署、扩展和管理容器化应用程序服务发现和负载均衡存储编排自动恢复密钥管理。

自动化容器部署和管理内置负载均衡容器网络密钥管理。

自动化容器部署和管理弹性扩展资源调度监控和故障恢复。

自动化容器部署和管理构建、部署和扩展应用程序多租户支持。

技术Master节点、Node节点、etcd、API

Server、Controller

Manager、Scheduler、Kubelet、Container

Runtime。

Manager节点、Worker节点、Swarm

Agent、Swarm

CLI。

Master节点、Agent节点、ZooKeeper、Mesos

Master、Mesos

Manager、Scheduler、Kubelet、Container

Runtime。

组件Pod、Deployment、Service、Volume、Namespace。

Service、Task、Node、Stack、Secret。

Framework、Executor、Task、Agent。

Pod、Deployment、Service、Volume、Namespace。

优势广泛的社区支持强大的生态系统跨平台可移植性丰富的功能和灵活性。

简单易用与Docker

Engine集成紧密快速部署。

高可靠性资源利用率高灵活性强。

企业级支持和服务集成开发工具安全和多租户支持。

缺点学习曲线较陡复杂性较高需要专业的运维团队。

功能相对较少扩展性有限不够灵活。

配置和管理较复杂对操作和维护要求较高。

商业版成本较高对自定义配置和扩展性较少。

10.应用场景

基于KubernetesK8s开发的生态产品非常丰富涵盖了各个领域下面列举了一些主要的生态产品及其应用场景

Istio

Mesh解决方案基于K8s提供了流量管理、安全、监控等功能适用于微服务架构中的服务治理和可观察性需求。

Prometheus

Prometheus是一个开源的监控和警报工具可以与K8s集成用于收集、存储和查询应用程序和基础设施的监控数据。

Helm

Helm是一个K8s的包管理工具用于简化应用程序的部署和管理可以通过Helm

Knative

Knative是一个开源的K8s原生的服务器less平台用于构建、部署和管理无服务器应用程序适用于需要自动扩展和弹性计算的场景。

Kubeflow

Kubeflow是一个用于机器学习工作负载的K8s原生平台提供了训练、部署、调优和监控机器学习模型的工具和组件。

Argo

Argo是一个开源的持续交付工具基于K8s提供了工作流引擎和CI/CD功能适用于自动化部署和流水线的场景。

Fluentd

Fluentd是一个开源的日志收集和处理工具可以与K8s集成用于收集、过滤和传输应用程序和系统日志。

Jaeger

Jaeger是一个开源的分布式追踪系统可以与K8s集成用于跟踪和分析应用程序的请求链路和性能指标。

这些生态产品可以满足不同场景下的需求包括微服务架构、监控和警报、持续交付、服务器less计算、机器学习等方面为用户提供了丰富的选择和灵活的解决方案。

11.大型企业公司应用

华为在其云服务平台和云原生解决方案中广泛使用Kubernetes为客户提供容器服务、微服务架构支持等。

华为云通过自主研发的Stack等产品提供了一套完整的Kubernetes解决方案帮助企业实现容器化应用的快速部署和管理。

阿里巴巴Alibaba

阿里巴巴在其公有云平台阿里云中大规模使用Kubernetes为用户提供弹性计算、容器服务等。

阿里巴巴还推出了自己的容器编排平台PouchContainer与Kubernetes相辅相成为用户提供更加灵活的容器化解决方案。

腾讯Tencent

腾讯云在其容器服务中广泛应用Kubernetes为用户提供高可用性、弹性扩展和灵活部署的容器化平台。

腾讯还积极参与Kubernetes社区贡献代码和技术推动Kubernetes在中国的发展和普及。

百度Baidu

百度在其私有云和公有云平台中使用Kubernetes支持大规模的容器化应用部署和管理。

百度还在Kubernetes社区中积极参与推动Kubernetes生态在中国的发展和壮大。

中国三大通信运营商在其云服务平台中也采用Kubernetes作为容器编排平台的核心技术为企业用户提供云计算服务。

这些企业在Kubernetes的应用状况主要体现在其云服务平台和云原生解决方案中通过Kubernetes实现了容器化应用的快速部署、弹性扩展和灵活管理为用户提供了更加稳定和可靠的云计算服务。

同时它们也在积极推动Kubernetes生态在中国的发展和普及促进了整个行业的技术进步和创新。