1. Kubernetes是什么

Kubernetes是一个可移植的、可扩展的、用于管理容器化工作负载和服务的开源平台，它简化（促进）了声明式配置和自动化。它有一个庞大的、快速增长的生态系统。Kubernetes的服务、支持和工具随处可见。

Kubernetes一词源于希腊语，意为舵手或飞行员。2014年，谷歌开放了Kubernetes项目的源代码。Kubernetes基于谷歌在大规模运行生产工作负载方面的15年经验，以及来自社区的最佳想法和实践。

使用 Kubernetes, 我们可以快速高效地响应客户需求：

• 快速、可预测地部署你的应用程序
• 拥有即时扩展应用程序的能力
• 不影响现有业务的情况下，无缝地发布新功能
• 优化硬件资源，降低成本

Kubernetes的目标是构建一个软件和工具的生态系统，以减轻你在公共云或私有云运行应用程序的负担。

1.1. 时光倒流

让我们把时间回溯到从前，看看为什么Kubernetes是如此有用。

传统部署时代：在早期，组织在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界，这导致了资源分配问题。例如，如果一个物理服务器上运行多个应用程序，那么在某些情况下，一个应用程序将占用大部分资源，从而导致其他应用程序性能下降。对此的解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序。但是，由于资源没有得到充分利用，而且维护许多物理服务器的成本很高，所以无法进行扩展。

虚拟化部署时代：作为一种解决方案，引入了虚拟化。它允许你在单个物理服务器的CPU上运行多个虚拟机(vm)。虚拟化允许在vm之间隔离应用程序，并提供一定程度的安全性，因为一个应用程序的信息不能被另一个应用程序自由访问。

虚拟化可以更好地利用物理服务器中的资源，并提供更好的可伸缩性，因为可以方便地添加或更新应用程序，从而降低硬件成本，等等。通过虚拟化，你可以将一组物理资源表示为一次性虚拟机集群。

每个VM是一个完整的机器，运行所有组件，包括它自己的操作系统，运行在虚拟硬件之上。

容器部署时代：容器类似于vm，但是它们具有宽松的隔离属性，以便在应用程序之间共享操作系统(OS)。因此，容器被认为是轻量级的。与VM类似，容器有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等等。由于它们与底层基础设施解耦，因此可以跨云和OS发行版移植。

容器已经变得很流行，因为它们提供了额外的好处，比如：

• 敏捷应用程序创建和部署：与使用VM镜像相比，增加了容器镜像创建的方便性和效率
• 持续开发、集成和部署：提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署，具有快速且轻松的回滚
• 开发和运维关注点分离：在构建/发布时而不是部署时创建应用程序容器镜像，从而将应用程序与基础设施分离
• 可观察性：不仅能显示操作系统级的信息和指标，还能显示应用程序的健康状况和其他信号
• 跨开发、测试和生产的环境一致性：在笔记本电脑上运行与在云上运行完全相同
• 云和操作系统发布的可移植性：运行在Ubuntu, RHEL, CoreOS, on-prem，谷歌Kubernetes引擎，和其他任何地方
• 以应用程序为中心的管理：将抽象级别从在虚拟硬件上运行操作系统提高到使用逻辑资源在操作系统上运行应用程序
• 松散耦合、分布式、弹性、解放的微服务：应用程序被分解成更小的独立部分，可以动态地部署和管理——而不是运行在一台大型单用途机器上的单片堆栈
• 资源隔离：可预测的应用程序性能
• 资源利用：效率高，密度大 

1.2. 为什么需要Kubernetes？它能做什么？

容器是捆绑和运行应用程序的好方法。在生产环境中，你需要管理运行应用程序的容器，并确保没有停机时间。例如，如果一个容器发生故障，则需要启动另一个容器。如果这个行为由一个系统来处理不是更容易吗？