【职场技术栈学习实录】Kubernetes 详解（一）—— 架构篇

最新推荐文章于 2025-03-30 23:31:03 发布

原创

最新推荐文章于 2025-03-30 23:31:03 发布 · 940 阅读

16 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#学习 #kubernetes #架构 #云原生 #容器

系列文章介绍

本系列是我作为一名后端开发，在日常工作中积累的技术学习与实践笔记。在这里，我将分享工作中后端开发领域的技术栈、架构设计、代码实现以及问题解决的经验与心得。出于保护公司隐私的原因，实际业务场景无法详细展开，但我会通过抽象化的需求和通用的技术问题，来介绍与探讨如何在实际工作中应用这些技术。

前言

K8S中有非常多的概念和专业术语，如果理解了这些概念，上手K8S的具体操作是非常快的。因此，在这篇博客中，我会详细介绍K8S的前世今生和集群架构。

近些年我们正越来越多地听到一个概念——“云原生”，而Kubernetes（下文简称为K8S）作为云原生技术的核心组件之一，是现如今企业云原生系统的主流解决方案，也正在成为后端开发所必须要了解和使用的一项技术。现在实习公司的基础架构平台正是基于K8S所搭建的，为了更好上手公司业务，并拓展自己的技术深度与广度，特此开辟K8S专题技术博客，记录自己的所学、所想、所悟。

一、Kubernetes是什么？为什么要使用它？

个人对技术的学习理解中，在学习某一项技术前，我都会去了解一下这个技术的前世今生，我认为技术没有横空出世的，是为了解决某些之前的技术没有解决的问题，进而演化成一套解决方案，K8S也正是如此。

作为一名后端开发程序员，程序在开发、测试都没问题后，便是部署上线。20年前，是将程序直接部署在服务器或虚拟机上。10年前，出现了容器化的概念。现如今，我们有了K8S。那么为什么我们需要使用K8S呢？之前的方案有哪些问题呢？接下来我们以部署Java程序为例，详细阐述三者之间的优劣差异。

1. 传统部署与虚拟机部署

传统部署中，我们将程序打包，部署在一个Tomcat服务器中。如果程序只有一个是没问题的，可程序如果有多个，问题就产生了。由于他们会共享服务器的公共资源——CPU、操作系统、网络、缓存、硬盘等资源，可能导致冲突和安全风险。而且，更新与修补依赖于人工操作，容易引发配置漂移和环境不一致问题。
虚拟化部署，则是将服务器中开辟多个虚拟机，每个虚拟机中存放着一个程序，每个程序都有独立的内核和操作系统，互不干扰，解决了资源冲突的问题。但所有程序都对应着一个独立的操作系统，系统的开销非常大。同时，当程序越来越多时，会创造非常多的虚拟机，资源调度和管理难度会越来越高。
在这里插入图片描述

2. 容器化部署

不同于前两者，容器化部署将应用及其依赖打包到轻量级的容器中，共享宿主机操作系统内核，但在进程及资源上实现隔离。代表性技术就是我们所熟知的Docker。它的优势是很明显的。

资源利用率高：无需加载完整操作系统，启动快，占用资源少。

部署灵活：镜像一致性保证了开发、测试和生产环境一致，便于部署和迁移。

高效开发流程：支持快速构建、分发和更新应用。

在Docker中，我们会将打包好的应用程序制作成一个镜像，也就是docker image。我们将这个image上传到仓库中，需要时只需将其从仓库中拉取下来，也就是docker pull。而部署也非常简单，直接docker run，指定镜像，暴露其外部端口便可以从外部去访问这个容器中的实例。将复杂的流程转变为简单、直接、高效的几个指令，大大简化了部署的难度。