Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排平台，它能够自动化管理容器的部署、扩展、维护和升级。本文将深入探讨 Kubernetes 的概念、特点、应用场景以及未来发展趋势。

1. Kubernetes 的概念和特点

Kubernetes 是一种容器编排平台，它能够自动化管理容器的部署、扩展、维护和升级。Kubernetes 采用了一种分布式系统的架构，能够将容器组织成一个逻辑单元，并提供了一种标准的容器编排方式。

Kubernetes 具有以下特点：

• 高可用性：Kubernetes 通过冗余和自动故障转移机制确保高可用性。
• 高扩展性：Kubernetes 可以弹性扩展，以满足不断变化的应用程序需求，从而支持大规模部署。
• 高灵活性：Kubernetes 允许用户根据自己的需求自定义和扩展平台，从而满足不同的场景。
• 高安全性：Kubernetes 提供了多层安全措施，包括身份验证、授权和审计，确保容器环境的安全性。

Kubernetes 的核心组件包括 Master 和 Node 两部分。Master 是 Kubernetes 的控制中心，负责管理整个集群的状态和配置信息，包括 API Server、Scheduler、Controller Manager 和 etcd 等组件。Node 是 Kubernetes 的工作节点，负责运行容器和处理容器的请求，包括 Kubelet、kube-proxy 和容器运行时等组件。

通过这种分布式的架构，Kubernetes 能够实现容器的自动化部署、自动化扩展和自动化维护等功能。

2. Kubernetes 的应用场景

Kubernetes 适用于各种类型的容器应用场景，特别是对于需要快速部署、高可用性和高扩展性要求较高的应用。例如，Web 应用、微服务、大数据处理、机器学习和人工智能等都可以采用 Kubernetes 进行部署和管理。

Kubernetes 还适用于构建各种类型的云原生应用程序，包括容器化的应用、无服务器应用和持续交付等。在实际应用中，Kubernetes 可以与各种现有的技术和服务进行集成，包括 Docker、Helm、Prometheus、Grafana 等。这种灵活的集成方式使得 Kubernetes 具有更广泛的应用场景和更强大的功能扩展能力。

3. Kubernetes 的未来发展趋势

随着容器技术的不断发展和应用的不断拓展，Kubernetes 已成为容器编排的标准，未来的发展趋势也非常乐观。未来，Kubernetes 将更加普及和成熟，成为容器应用开发和部署的主流工具之一。

同时，随着 Kubernetes 生态系统的不断完善和技术的不断进步，Kubernetes 将为容器应用带来更多的创新和发展机遇。预计未来的 Kubernetes 将重点关注以下几个方面：

• 服务网格集成：Kubernetes 将与服务网格技术紧密集成，为容器应用提供更高级别的网络管理和服务发现功能。
• 云原生安全：Kubernetes 将进一步加强其安全功能，为容器应用提供更全面的安全保障措施。
• 边缘计算：Kubernetes 将扩展其支持范围，以支持边缘计算场景，使容器应用能够部署在分布式边缘设备上。
• 人工智能和机器学习：Kubernetes 将与人工智能和机器学习技术集成，为容器应用提供更智能化的管理和优化功能。

4. 结语

Kubernetes 作为容器编排的标准，其能够自动化管理容器的部署、扩展、维护和升级，提供了一种标准的容器编排方式。其具有高可用性、高扩展性、高灵活性性和高安全性等特点，适用于各种类型的容器应用场景。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，Kubernetes 将继续为容器应用带来更多的可能性和机遇，成为容器应用开发和部署的重要工具之一。

从Docker到Kubernetes

2013 年，随着PaaS发展壮大，这个领域的从业者们发现了 PaaS 中最为棘手也最亟待解决的一个问题：究竟如何给应用打包？无论是 Cloud Foundry、OpenShift，还是 Clodify，面对这个问题都没能给出一个完美的答案。一个并不引人瞩目的 PaaS 创业公司 dotCloud，却选择了开源自家的一个容器项目 Docker，正好提供了一种非常便利的打包机制，然后就一发不可收拾，围绕着 Docker 项目进行集成与创新涌现出来，包括Mesosphere公司的Mesos项目等等，Docker 公司也顺势推出了Docker Compose、Swarm 和 Machine“三件套”，docker生态圈很快发展起来了，开启了一个新的容器时代。

2014年6月，谷歌公司正式宣告了Kubernetes项目的诞生。这个时候容器出现多样化，包括google公司lmctfy容器，coreos的rkt容器。Google公司提出和Docker合作，与Docker公司共同推进一个中立的容器运行时库作为Docker项目的核心依赖。此时Docker并不担心，因为它维护的 Docker 社区也足够庞大，Docker项目已是容器生态的标准。于是，2015 年 6 月 22 日，由 Docker 公司牵头，CoreOS、Google、RedHat 等公司共同宣布，Docker 公司将 Libcontainer 捐出，并改名为 RunC 项目，交由一个完全中立的基金会管理，然后以 RunC 为依据，大家共同制定一套容器和镜像的标准和规范，这就是OCI。明显OCI的成立容器玩家们出于自身利益进行干涉的一个妥协结果，所以尽管Docker 是 OCI 的发起者和创始成员，但并没有很积极的去推动，Docker注重是它商业价值。

2015年12月11日，Google、RedHat 等开源基础设施领域玩家们，共同牵头发起了一个名为 CNCF（Cloud Native Computing Foundation）的基金，主要是以kubernetes项目为基础打造一个平台级生态。由于Kubernates项目焕然一新的设计理念和号召力，2016年以后kubernates社区得到了空前的发展。

2016年6月，Docker v.1.12发布，直接内置Docker Swarm（多主机多容器的编排解决方案） 2016年12月， Kubernetes 发布 CRI （Container Runtime Interface， 容器运行时接口）

2017年，Docker 分拆了 Containerd，支持CNI，将这个组件分解为一个单独的项目，使得 Docker 将容器的管理功能移出 Docker 引擎，并移入一个单独的守护进程中，即 Containerd，并将其捐赠给了CNCF社区。同时Docker公司宣布将Docker项目改名为Moby，交给社区自行维护。

2017年10月，Docker公司将自己的主打产品Docker EE 内置Kubernetes项目，预示着Kubernetes的胜出，成为容器编排的标准。

2017年11月 ，K8s支持containerd 2018年 k8s集成containerd，正式GA，把CRI plugin嵌入 containerd中 2019年 rkt 终止使命被CNCF归档 2019 年 Mirantis 收购 Docker 的企业服务

OCI 代表 开放容器标准 ， 它标准化了容器工具和底层实现（technologies）之间的大量接口。 他们维护了打包容器镜像（OCI image-spec）和运行容器（OCI runtime-spec）的标准规范。 他们还以runc的形式维护了一个 runtime-spec 的真实实现， 这也是containerd和CRI-O依赖的默认运行时。 CRI 建立在这些底层规范之上，为管理容器提供端到端的标准

全称Container Runtime Interface，（容器运行时接口）是一个用来扩展容器运行时的接口，能让 kubelet 无需重新编译就可以广泛使用各种容器运行时的插件接口。CRI 由protocol buffers和gRPC API还有streaming 库 构成。用户不需要关心内部通信逻辑，而只需要实现定义的接口就可以，包括 RuntimeService 和 ImageService。

其实准确来讲，Docker和容器不是一回事，但Docker普及了Linux容器这种技术模式，并在开发底层技术方面发挥了重要作用。 容器的生态相比于单纯的 Docker，已经进化到了一个更宽广的领域

2020年 Kubernates 宣布移除dockershim，现在1.20版本以后，能使用但是kubelet会打印警告日志。最新消息dockershim 计划在 Kubernetes 1.24 版被移除， 请参阅 移除 Kubernetes 增强方案 Dockershim

主流的容器运行时有 containerd，docker engine，cri-o，Mirantis Container Runtime（商业版）

Containerd是一个工业标准的容器运行时，它强调简单性、健壮性和可移植性。它可以在宿主机中管理完整的容器生命周期：容器镜像的传输和存储、容器的执行和管理、存储和网络等，是目前适用最广泛。

Containerd 的配置文件默认为 /etc/containerd/[^ssh-copy-id]

containerd 将容器相关的数据持久化在 /var/lib/containerd/中（docker 默认在 /var/lib/docker/）

containerd 提供ctrCLI。 containerd 相比docker, 多了 namespace 概念, 每个image和container 都会在各自的namespace下可见, 目前k8s会使用 作为命名空间。

容器时依赖task，task 管理容器，删除容器，得先终止task

CRI Tools是社区针对 CRI 接口开发的CLI及验证工具。

它包括两个工具：crictl 和 critest。crictl 是一个容器运行时命令行接口，适用所有CRI兼容的容器运行时，与Docker cli类似功能，但是docker cli只适用于Docker运行时。由于Kubernetes 是支持所有CRI兼容的容器运行时，所以推荐crictl用于 Kubernetes 节点上 pod、容器以及镜像的除错工具。

针对pod操作如下：

critest 则是一个容器运行时的验证测试工具，用于验证容器运行时是否符合 Kubelet CRI 的要求。除了验证测试，critest 还提供了 CRI 接口的性能测试，比如 critest -benchmark

根据上文内容知道Docker也是依赖Containerd，因此安装Docker同时也安装Containerd，那么切Containerd就可以不用再安装，当然你也可以将 Docker 和 containerd 完全卸载掉，然后重新安装。

Containerd 中默认已经实现了 CRI，但是是以 plugin 的形式配置的，之前 Docker 中自带的 containerd 默认是将 CRI 这个插件禁用掉了的（使用配置 disabled_plugins = [cri]），所以这里我们重新生成默认的配置文件来覆盖掉, 具体查看上面Containerd 配置

接下来配置kubelet，修改/etc/sysconfig/kubelet，container-runtime指定容器运行时，默认值是docker， --container-runtime-endpoint指定运行时套接字地址，containerd套接字unix:///run/containerd/

配置完成后启动containerd和kubelet

重启完成后查看节点状态

资深架构师分享：1 天落地的 Kubernetes 容器化方案

Kubernetes 是趋势

Kubernetes 是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统（谷歌内部:Borg）。在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。

Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台，具有完备的集群管理能力，多扩多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和发现机制、内建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制以及多粒度的资源配额管理能力。同时Kubernetes提供完善的管理工具，涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节。

2016、2017年开始，各大互联网厂商就已经进行了各种容器化 + Kubernetes的尝试，各种实践证明 Kubernetes 越来越成熟。

Kubernetes 门槛高

然而，Kubernetes 在更大范围内落地的过程却困难重重，原因主要在于其过高的学习门槛：

• 基础知识要求多，Linux、网络、Docker等；

• 集群安装管理复杂；

• Kubernetes 的配置文件 YAML 冗长，对象类型繁多、关联关系复杂

Kuboard 助力

Kuboard 从以下几方面解决 Kubernetes 落地的难题：

Kubernetes 安装手册

通过对 Kubernetes 安装步骤的反复研究，提供了精简的 Kubernetes 安装手册，并且听取网友实际安装过程中的反馈，多次修改和优化，逐渐形成经过检验的、简洁的 Kubernetes 安装手册。

图形化管理界面

提炼 Kubernetes 各核心概念之间的关系，帮助用户理解如何配置 Kubernetes，并以此为依据设计了 Kuboard 工作负载编辑器。使用 Kuboard，用户无需手工编写和维护冗长的 YAML 文件，配合 Kuboard 提供的其他辅助手段，完全通过图形界面就可以实现微服务的部署和维护。

Spring Cloud 微服务部署实战案例

Kuboard 提供 Spring Cloud 在 Kubernetes 上部署的实战案例分析，手把手帮助技术团队完成 Spring Cloud 微服务在 Kubernetes 上的部署和维护。

免费自助

这么好的东西卖多少钱？您完全无需为了使用此方案而进入漫长的商务谈判、内部审批流程。

使用网站上提供的任何文档、资源、方案、软件 完全免费 ，已经有许多技术团队参考这些资料，结合其已有经验，顺利地完成 Kubernetes + 微服务的落地交付。碰到问题时，您也可以通过 Kuboard 社群获得支持， 私信回复“社群”可以免费获取技术支持跟学习资料。