Kubernetes 与有什么区别？

开发人员通常会在容器中构建和运行应用程序。在此上下文中，容器是一个软件包，其中包含应用程序及其运行所需的一切，例如库、依赖项和配置文件。容器可帮助软件在开发、测试和生产环境中持续运行，包括在云服务器上运行。

Docker 和 Kubernetes 是这一领域中两种被广泛使用的技术。要了解 Docker 与Kubernetes，首先要看它们各自的设计目标。

Docker 和 Kubernetes 有何不同？

Docker 和 Kubernetes 都用于基于容器的环境，但它们的用途不同。

Docker 侧重于容器化。它会把应用程序及其依赖项打包到标准化容器中，让它们可以在不同环境中保持一致运行，从开发人员的笔记本电脑到生产环境。从本质上讲，Docker 运行在应用层，会创建容器映像，并在 Docker 可用的任何位置可靠地运行这些容器。

Kubernetes 专为容器编排而设计。它运行在基础结构层，负责管理容器如何在多个机器集群中部署、扩展和维护。Kubernetes 会根据可用资源调度容器，监控应用程序运行状况，重启失败的容器，并处理网络连接，让分布式应用程序持续平稳运行。

简而言之，Docker 负责准备和运行容器，而 Kubernetes 负责在容器运行后管理它们。

由于二者职责互补，Docker 和 Kubernetes 经常一起使用。Docker 负责构建容器映像，而 Kubernetes 会在部署后接管，在不同环境中协调和监控这些容器。

请注意，Kubernetes 并不只依赖 Docker。通过标准的容器运行时接口，Kubernetes 可以编排使用其他兼容运行时创建的容器。这种灵活性让不使用 Docker 的 Kubernetes 也能管理容器化工作负载，即使在并未直接使用 Docker 的环境中也是如此。

Docker 和 Kubernetes 的优势及使用场景

在决定使用 Kubernetes、Docker 还是两者兼用时，团队通常会考虑应用程序复杂性、部署规模，以及随着时间推移管理工作负载所需的自动化程度等因素。有些环境适合简单的容器化，而另一些则需要跨多个系统进行编排。

Docker 的优势

Docker 专注于创建和运行容器。它简化了应用程序的打包方式，使其可以在开发、测试和生产环境中保持一致运行。其主要优势包括：

• 标准化应用程序打包。Docker 会将应用程序及其依赖项打包到容器映像中。这可以确保应用程序无论部署到哪里都以相同方式运行，有助于减少开发和发布过程中的环境相关问题。
• 本地环境与生产环境保持一致。开发人员可以使用与生产环境中运行的相同容器映像，在本地构建和测试应用程序。这种一致性有助于团队更早发现问题，并简化开发与运维之间的交接。
• 轻量且可移植的容器运行时。Docker 容器启动速度很快，而且比传统虚拟机使用更少的资源。这使它们非常适合不断演进的应用程序开发和快速迭代。

这些功能通过简化软件的打包和执行方式，帮助团队更高效地构建和交付应用程序。

Docker 用例

• 应用程序开发和测试。开发团队使用 Docker 来创建可重复的环境，以便构建和测试软件。这在敏捷和 DevOps 工作流中很常见，其中需要快速验证频繁的更改。
• 基于微服务的应用程序。被拆分为更小服务的应用程序通常依赖 Docker 来分别打包每个服务。这使团队可以开发、更新和部署各个组件，而不会影响整个系统。
• 持续集成和持续交付 (CI/CD) 管道。Docker 容器通常用于持续集成和持续交付管道。自动化系统可以以一致、可重复的方式构建容器映像、运行测试，并为部署应用做准备。

Kubernetes 的优势

Kubernetes 在容器部署后对其进行管理，尤其是在多台计算机之间。它增加了自动化能力，有助于在分布式环境中保持应用的可用性和可靠性。其主要优势包括：

• 基于应用需求的自动缩放。Kubernetes 会监视工作负载，并随着需求变化调整正在运行的容器数量。这有助于在流量激增时保持性能，而无需人工干预。
• 通过替换容器实现自我修复。当容器失败或无响应时，Kubernetes 会检测到问题并自动替换它。这种持续监视有助于在单个组件失败时仍保持应用可用。
• 通过滚动部署实现受控更新。Kubernetes 通过按既定顺序替换容器，逐步引入更新。这可以减少停机时间，并支持持续交付，而不会中断正在运行的工作负载。

这些功能有助于在工作负载随基础结构扩展或变化时保持应用平稳运行。

Kubernetes 用例

• 包含多个服务的分布式应用。由许多相互关联的组件组成的应用需要在各系统之间进行协调。例如，电子商务平台可能会为支付、库存和客户帐户分别运行独立的容器。Kubernetes 管理这些服务之间的通信和部署。
• 需要高可用性的生产系统。支持实时用户活动的应用依赖自动化来尽量减少停机时间。流媒体平台、金融服务和协作工具通常依赖 Kubernetes 来监视工作负载并响应故障。
• 流量模式不可预测的工作负载。使用量波动的应用会从自动缩放中受益。零售网站在季节性促销期间，或票务平台在活动发售期间，通常会使用 Kubernetes 来随着需求变化调整资源。

Kubernetes 还可以在不直接依赖 Docker 的情况下编排容器。通过支持多种容器运行时，Kubernetes 可以管理使用兼容技术构建的容器化工作负载。

同时使用 Docker 和 Kubernetes

当应用超出单容器部署范围并且需要跨环境协调管理时，Docker 和 Kubernetes 通常会一起使用。

在 CI/CD 管道中，Docker 提供可移植的容器，将应用代码和依赖项打包到一致的运行时环境中。然后，Kubernetes 会在部署期间通过在可用基础结构上调度工作负载并监视其性能来管理这些容器。

云原生应用也依赖这两种技术协同工作。Docker 将应用组件打包到容器中，而 Kubernetes 则跨集群编排这些容器，以保持可用性并在需求变化时支持扩展。

在涉及多个容器跨系统运行的分布式体系结构中，自动化管理变得至关重要。Docker 为部署准备容器化工作负载，而 Kubernetes 则管理这些工作负载在基础结构上的运行方式、通信方式以及故障恢复方式。

Kubernetes 和 Docker 共同支持贯穿应用生命周期的协同容器管理。

Docker 和 Kubernetes 支持容器生命周期中不同但相互关联的阶段，这也是它们在当前应用体系结构中经常一起使用的原因。

Docker 专注于将应用及其依赖项打包为可移植容器，使其能够在不同环境中一致运行。Kubernetes 在此基础上进一步扩展，通过在规模化场景下管理容器，协调它们在分布式系统中的部署、网络、监视和恢复。

这种组合反映了应用设计和运营方式的更广泛变化。云原生体系结构越来越依赖微服务、自动化部署管道和可适应不断变化需求的基础结构。

随着组织采用混合云和多云策略，容器打包提供了一致性，而编排平台则让不同环境之间更灵活。Kubernetes 已经超越单一容器运行时，使团队能够使用开放标准来编排容器化工作负载，而不必绑定到某一种工具方式。

这些趋势塑造了云平台支持基于容器的应用交付的方式。例如，Microsoft Azure 提供与不同容器成熟度相匹配的托管服务。Azure Kubernetes 服务 (AKS) 提供托管的 Kubernetes 群集，让团队可以专注于部署和运营应用，而无需管理底层基础结构。对于不需要完整编排的场景，Azure 容器应用支持运行带有内置缩放和管理功能的容器化应用，从而抽象掉大部分运维复杂性。

Docker 和 Kubernetes 共同展示了容器技术如何从简单的应用打包演进为全面的基础结构管理。随着分布式体系结构变得越来越普遍，编排平台和托管云服务在支持可靠、可扩展的基于容器的系统方面发挥着越来越核心的作用。