什么是容器編排?
容器編排是指處理在大型動態環境中管理容器生命周期的過程。它是一種工具,可以為基于微服務的應用程序在許多集群中調度各個容器的工作負載。一個虛擬化過程,它本質上在基本操作級別分離和組織服務和應用程序。編排不是管理程序,因為容器與架構的其余部分沒有分離。它共享操作系統的相同資源和內核。
容器化已成為軟件組織構建和維護復雜應用程序的一種新方式。在其業務中采用微服務的組織正在使用容器平臺進行應用程序管理和打包。
它解決的問題
可擴展性是容器化在面臨有效利用容器的運營挑戰時解決的問題。當有許多容器和服務要同時管理時,問題就開始了。他們的組織變得復雜和繁瑣。容器編排通過提供實用的方法來自動化容器的管理、部署、擴展、網絡和可用性來解決這個問題。
微服務使用容器化來交付更具可擴展性和敏捷性的應用程序。該工具使公司可以完全訪問主機的物理或虛擬操作系統中的一組特定資源。這就是為什么容器化平臺已成為數字化轉型最受歡迎的工具之一。
大型組織中的軟件團隊發現容器編排是一種控制和自動化一系列任務的高效方法,包括:
- 容器供應
- 容器部署
- 容器冗余和可用性
- 刪除或擴展容器以將負載均勻分布在主機系統中。
- 在容器之間分配資源
- 監控容器和主機的健康狀況
- 配置與使用它們的特定容器相關的應用程序
- 平衡容器之間的服務發現負載
- 如果資源有限或主機過期,則協助將容器從一臺主機移動到另一臺主機
為了解釋容器化是如何工作的,我們需要看看微服務的部署。微服務采用容器化來交付微小的單功能模塊。他們一起工作以產生更具可擴展性和敏捷性的應用程序。較小組件(容器)的這種互功能非常有利,以至于您不必在每次更新或擴展功能時都構建或部署軟件的全新版本。它節省了時間、資源并提供了單體架構無法提供的靈活性。
容器編排如何工作?
目前市場上有許多容器編排工具可用,Docker swarm 和 Kubernetes 擁有社區中最大的用戶群。
軟件團隊使用容器編排工具來編寫其應用程序的配置。根據所使用的編排工具的性質,文件可以是 JSON 或 YAML 格式。這些配置文件負責將編排工具定向到容器映像的位置。配置文件負責的其他功能的信息包括在容器之間建立網絡、掛載存儲卷以及為特定容器存儲日志的位置。
復制的容器組部署到主機上。一旦需要將容器部署到集群中,容器編排工具隨后會安排部署。然后,它會根據 CPU 或內存可用性等限制條件搜索合適的主機來放置容器。容器的組織是根據標簽、元數據以及它們與其他主機的接近程度來進行的。
一旦容器在主機上運行,??編排工具就會管理容器的生命周期。IT 遵循軟件團隊在容器定義文件中制定的規范。編排工具因其多功能性而越來越受歡迎。它們可以在任何支持容器的環境中工作。因此,它們支持在 Microsoft Azure 或 Amazon Web Services 等服務上運行的傳統本地服務器和公共云實例。
容器是做什么用的?
使重復性任務和作業的部署更容易:容器協助或支持一個或多個在后臺運行的類似流程,即批處理作業或 ETL 功能。
增強對微服務架構的支持:通過實施單個容器構建塊,可以輕松部署微服務和分布式應用程序,并輕松隔離或擴展。
提升和轉移:容器可以“提升和轉移”,這意味著將現有應用程序遷移到現代和升級的環境中。
創建和開發新的容器原生應用程序:這方面強調了使用容器的大部分好處,例如重構,這比“直接遷移”更加密集和有益。您還可以為現有應用程序的新更新隔離測試環境。
為 DevOps 提供更多支持(CI/CD):容器技術允許從相同的容器鏡像中簡化構建、測試和部署,并協助 DevOps 實現持續集成和部署。
容器化編排工具的好處
容器編排工具一旦實施,就可以在生產力、安全性和可移植性方面提供許多好處。以下是容器化的主要優勢。
- 提高生產力:容器編排簡化了安裝,減少了依賴錯誤的數量。
- 部署更快更簡單:容器編排工具對用戶友好,允許快速創建新的容器化應用程序以應對不斷增長的流量。
- 更低的開銷:與硬件虛擬機或傳統環境相比,容器占用的系統資源更少。為什么?不包括操作系統映像。
- 安全性提高:容器編排工具允許用戶安全地共享特定資源,而不會冒安全風險。應用程序隔離進一步增強了 Web 應用程序的安全性,它將每個應用程序的進程分離到單獨的容器中。
- 增加可移植性:容器編排允許用戶使用單個命令擴展應用程序。它只提供不影響整個應用程序的規模特定功能。
- 不變性:容器編排可以鼓勵分布式系統的發展,堅持不可變基礎設施的原則,不受用戶修改的影響。
容器編排工具:Kubernetes與 Docker Swarm
Kubernetes 和 Docker 是當前構建和管理容器的兩個市場領導者。
Docker 剛面世時,就成為了容器化的代名詞。它是一個在容器內創建和構建軟件的運行時環境。據 Statista稱,去年超過 50% 的 IT 領導者報告說他們的公司使用 Docker 容器技術。Kubernetes 是一個容器編排器。它可以識別多個容器運行時環境,例如 Docker。
要了解Kubernetes 和 Docker Swarm 之間的區別,我們應該更仔細地研究它。每個都有自己的優點和缺點,這使得在其中一個之間進行選擇是一項艱巨的任務。事實上,這兩種技術在一些基本方面有所不同,如下所示:
差異點 | Kubernetes | 碼頭工人群 |
容器設置 | Docker Compose 或 Docker CLI 無法定義容器。Kubernetes 改為使用自己的 YAML、客戶端定義和 API。這些與標準 docker 等效項不同。 | Docker Swarm API 提供了許多與 Docker 相同的功能,盡管它不能識別 Docker 的所有命令。 |
高可用性 | Pod 分布在節點之間,提供高可用性,因為它可以容忍應用程序的故障。負載均衡服務會檢測到不健康的 Pod 并銷毀它們。 | Docker Swarm 還提供高可用性,因為服務可以通過 swarm 節點進行復制。整個集群由 Docker Swarm 的 Swarm 管理節點管理,這些節點也處理工作節點的資源。 |
負載均衡 | 在大多數情況下,入口對于負載平衡的目的是必要的。 | Swarm 節點內的 DNS 元素可以將傳入請求分發到服務名稱。這些服務可以在用戶定義的端口上運行,也可以自動分配。 |
可擴展性 | 由于 Kubernetes 有一個全面而復雜的框架,它傾向于為統一的 API 集以及集群狀態提供強有力的保證。此設置會減慢縮減規模和部署速度。 | Docker Swarm 更快地部署容器,允許更快的反應時間來實現可擴展性。 |
應用定義 | 應用程序通過微服務、pod 和部署的組合部署在 Kubernetes 中。 | 應用程序在 swarm 集群中部署為微服務或系列。Docker-compose 有助于安裝應用程序。 |
聯網 | Kubernetes 有一個扁平的網絡模型。此設置允許所有 pod 根據網絡規范相互交互。為此,它實現為覆蓋。 | 當一個節點加入一個 swarm 集群時,會生成一個覆蓋網絡。這個覆蓋網絡覆蓋了 docker swarm 中的每個主機,以及一個僅主機的 docker 橋接網絡。 |