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干货已满!理解Docker和K8S的10分钟

    本文的来源是微信公众号:2010,几位IT年轻人在USA.旧金山设立了一个名为“dotCu云”的公司,该公司主要提供基于PAAS的云计算技术服务。具体而言,它是与LXC相关的容器技术。LXC是Linux容器虚拟技术。后来,dotCloud简化和标准化了容器技术,并命名为Docker。自从Docker技术诞生以来,它一直没有引起业界的关注。DotCloud作为一家刚刚起步的小公司,也在激烈的竞争中挣扎。就在他们准备坚持的时候,“开源”的概念在他们的脑海中涌现出来。什么是开源?开源是开源的。就是把原来的内部秘密源代码公开给大家,然后让大家参与,贡献代码和意见。开源,开源软件是从开源开始的。也有一些软件不能混淆,而且创作者不想放弃,所以他们选择开源。如果你不能养活自己,你会吃一百顿家庭餐。2013年3月,28岁的所罗门海克斯(Solomon Hykes),Docker的父亲,dotCloud的创始人之一,正式决定开源Docker项目。所罗门·海克斯(他今年刚刚离开码头)是个了不起的开始。越来越多的IT工程师发现了Docker的优势,并蜂拥加入Docker开源社区。码头的受欢迎程度以惊人的速度迅速上升。当月发布了Docker 0.1。此后每个月,Docker都会发布一个版本。到2014年6月9日,Docker 1.0正式发布。目前,Docker已经成为业界最流行的开源技术之一。甚至像谷歌、微软、亚马逊和VMware这样的巨头都非常喜欢它,并将全力支持它。Docker火灾后,dotCloud改名为Docker Inc.为什么Docker和容器技术如此流行?说白了,是因为它是“光”。在容器技术之前,这个行业的网络红点是虚拟机。虚拟机技术的代表是VMWare和OpenStack。我相信很多人都使用过虚拟机。虚拟机是在操作系统中安装软件,然后通过该软件模拟一个或多个“子计算机”。虚拟机,类似于“子计算机”中的“子计算机”,可以运行像普通计算机一样的程序,比如QQ。如果你愿意,你可以用QQ制作几个“子计算机”。“子计算机”和“子计算机”是相互隔离的,不会相互影响。虚拟机属于虚拟化技术。象Docker这样的容器技术也是虚拟化技术,属于轻量级虚拟化。虽然虚拟机可以隔离许多“子计算机”,但它们占用更多的空间并且启动速度较慢。虚拟机软件也可能要花钱(比如VMWare)。容器技术没有这些缺点。它不需要虚拟化整个操作系统,只需要一个小型的环境(类似于“沙箱”)。沙箱启动非常快,可以在几秒钟内完成。此外,它还具有很高的资源利用率(主机可以同时运行数千个Docker容器)。此外,它占用的空间非常小,虚拟机通常需要几GB到几十GB的空间,而容器只需要MB甚至KB级别。正因为如此,集装箱技术受到人们的热烈欢迎与追捧,并迅速发展。让我们详细看看Docker。需要注意的是,Docker本身并不是一个容器。它是用于创建容器和应用程序容器引擎的工具。如果你想了解Docker,看看它的两个口号。第一句是“建造,装船和运行”。也就是说,“构建,发送和运行”,三个轴。我来到一个空地上盖房子,所以我搬了石头,砍了木头,画了画,最后盖了房子。结果,我呆了一会儿,想搬到另一个空地。这时,像往常一样,我不得不搬石头,砍伐木材,画图纸,重新盖房子。但是一个老巫婆过来教我一个魔法。这个魔法可以把我建造的房子复制成一个“镜像”,放在我的背包里。当我到达另一个开放空间时,我用这个“镜像”复制了一所房子,把它放在那里,背着袋子办理登机手续。怎么样?很神奇吗?因此,Docker的第二个口号是“一次构建,到处运行”。Docker技术的三个核心概念是:图像容器库。在我的例子中,袋子里的“镜子”就是Docker图像。我的背包是码头仓库。我在开放空间里用魔法建造的房子是一个码头容器。坦率地说,这个Docker映像是一个特殊的文件系统。除了提供容器运行所需的程序、库、资源、配置和其他文件,它还包含运行时的一些配置参数(如环境变量)。镜像不包含任何动态数据,并且它们的内容在构建之后不会改变。也就是说,每次换房子,房子都是一样的,但是像生活必需品之类的东西都被忽略了。谁活着,谁负责购买。每面镜子都能变成一座房子。嗯,我可以有多面镜子!也就是说,我建造了一座欧式别墅,创造了一个镜像。另一个人可能建造了一个中国庭院,创造了一个镜像。朋友们,他们建造了一间非洲茅草屋并创造了镜子……用这种方法,我们可以交换镜子。如果你用我的,我用你的,不是很好吗?结果,它变成了一个大型的公共仓库。Docker Registry服务(类似于仓库管理员)负责管理Docker映像。并非人人都造镜子都是合法的。如果有人建房子有问题怎么办?因此,Docker注册表服务对镜像的管理非常严格。最常用的注册中心公共服务是官方Docker Hub,它也是缺省注册中心,并且有大量高质量的官方图像。好的,在Docker之后,让我们转到K8S。正当Docker容器技术蓬勃发展时,我们发现很难将Docker应用到特定的业务实现——布局、管理和调度。因此,迫切需要一种更加先进、灵活的码头和集装箱管理系统。就在这时,K8S出现了。K8S是基于容器的集群管理平台。它的全名是kubernetes。Kubernetes这个词来源于希腊语,意思是舵手或飞行员。K8S是它的缩写,用单词“8”代替八个字符“ubernete”。与Docker不同,K8S的创建者是著名的行业巨头Google。然而,K8S并不是一个全新的发明。它的前身是Google十多年来一直使用的Borg系统。K8S于2014年6月由Google正式发布,并宣布为开放源码。同年7月,微软、Red Hat、IBM、Docker、CoreOS、Mesosphere和Salstack相继加入K8S。第二年,VMware、惠普、英特尔等公司相继加入。2015年7月,谷歌正式加入OpenStack基金会。同时,Kuberentes v1.0正式发布。目前,kubernetes的版本已经发展到V1.13。K8S的体系结构有点复杂。让我们简单看一下。K8S系统通常称为K8S集群。该集群主要由两个部分组成:一个主节点(master node)和一个节点组(计算节点)。可以看出,主节点主要负责管理和控制。节点节点是具有特定容器的工作负载节点。深入研究这两种节点。第一个是Master节点。主节点包括API服务器、调度器、控制器管理器等。API Server是整个系统的外部接口,由客户端和其他组件调用,相当于“业务厅”。调度程序负责调度集群内的资源,这相当于“调度室”。控制器经理负责管理控制器,相当于“首席执行官”。然后是节点节点。节点节点包括Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns(可选)和Pod等。Pod是Kubernetes最基本的操作单元。Pod表示在封装一个或多个密切相关的容器的集群中运行的进程。除了Pod之外,K8S还具有服务的概念,可以将其视为提供相同服务的Pod的一组外部访问接口。这个段落不容易理解,跳过它。不用说,Docker创建了容器。Kubelet负责监视分配给其节点的Pod,包括创建、修改、监视、删除等。Kube-proxy,它为Pod对象提供代理。流利,主要负责日志的收集、存储和查询。是不是有点混乱?唉,两三个字很难说清楚。继续跳绳。Docker和K8S都有介绍,但是文章还没有完成。下一部分是针对核心网络工程师,甚至所有通信工程师。从几十年前的1G到现在的4G,以及未来的5G,移动通信经历了巨大的变化,核心网也经历了巨大的变化。但是,如果仔细观察这些变化,您会发现所谓的核心网络实际上并没有改变,它只是许多服务器。不同的核心网元是不同的服务器和不同的计算节点。改变了这些“服务器”的形式和接口:形式,从机柜单板到机柜刀片,从机柜刀片到X86通用刀片服务器,接口,从中继电缆到网络电缆,从网络电缆到光纤。即使它改变,它也是服务器、计算节点和CPU。由于它是一个服务器,它必然会像IT云计算一样走在虚拟化的道路上。毕竟,虚拟化具有成本低、利用率高、灵活性强、动态调度等优点。近年来,人们认为虚拟机是核心网络的最终形式。目前,它似乎更有可能被集装箱化。近年来,NFV(Network Element Function Virtualization,网络元素功能虚拟化)经常被称为NFC(Network Element Function Containerization)。以VoLTE为例,如果采用以前的2G/3G模式,则需要大量的专用设备分别作为EPC和IMS的不同网络单元。当与VoLTE相关的网络元素采用容器时,可能只需要一个服务器来创建十多个容器,并且不同的容器将用于运行不同网络元素的服务程序。这些容器可以在任何时候创建或销毁。它还可以不间断地随意地做大、小、强和弱,并且动态地平衡性能和功耗。太棒了!在5G时代,核心网络采用微服务架构,这也是与容器的完美匹配。单片架构变成了Microservices,这相当于将万能转换为N种专用类型。每个特征类型都被分配给一个隔离的容器,从而提供了最大的灵活性。根据精细分工的趋势,除了天线之外,在移动通信系统中虚拟化是可能的。核心网络是第一个,但不是最后一个。虚拟化后的核心网络应该归类为IT而不是通信。核心网络的功能只是容器中通用的软件功能。至于这里的核心网络工程师,祝贺你们在不久的将来成功转型!

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