Docker 和 Kubernetes（k8s）
Docker 和 Kubernetes（k8s）都是容器化技术的关键组件，但它们在容器生态系统中起到不同的作用。
Docker
- Docker 是一种容器技术，它允许开发者将应用程序及其依赖项打包到一个容器中。这有助于实现应用程序的隔离和一致性。
- Docker 提供了一个轻量级的虚拟化方式，让应用程序在不同环境中以相同的方式运行，从而简化了开发、测试和部署过程。
- Docker 主要关注单个容器的创建、管理和运行。
Kubernetes（k8s）：
- Kubernetes 是一个容器编排平台，用于自动化容器部署、扩展和管理。它的主要目标是简化大规模容器应用程序的管理。
- Kubernetes 能够在多个节点上调度、管理和扩展容器，实现容器的负载均衡和自动恢复。
- Kubernetes 提供了一整套功能，如服务发现、存储管理、自动扩容、滚动更新等，以支持容器应用程序的生命周期管理。
总结起来，Docker 是一种容器技术，用于将应用程序及其依赖项封装到单独的容器中。而 Kubernetes 是一个容器编排和管理平台，用于部署和管理大规模的容器化应用程序。这两个技术互补，通常一起使用以实现现代、可扩展的应用程序部署。
一、初识Docker
1.1.什么是Docker
微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。
- 分布式系统中，依赖的组件非常多，不同组件之间部署时往往会产生一些冲突。
- 在数百上千台服务中重复部署，环境不一定一致，会遇到各种问题
1.1.1.应用部署的环境问题
大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：
- 依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
- 开发、测试、生产环境有差异
例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。
1.1.2.Docker解决依赖兼容问题
而Docker确巧妙的解决了这些问题，Docker是如何实现的呢？
Docker为了解决依赖的兼容问题的，采用了两个手段：
- 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
- 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰
这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了。
虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异，怎么解决这些问题呢？
1.1.3.Docker解决操作系统环境差异
要解决不同操作系统环境差异问题，必须先了解操作系统结构。以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下：
结构包括：
- 计算机硬件：例如CPU、内存、磁盘等
- 系统内核：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Fedora等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供内核指令，用于操作计算机硬件。
- 系统应用：操作系统本身提供的应用、函数库。这些函数库是对内核指令的封装，使用更加方便。
应用于计算机交互的流程如下：
1）应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能
2）系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令
3）内核指令操作计算机硬件
Ubuntu和CentOSpringBoot都是基于Linux内核，无非是系统应用不同，提供的函数库有差异：
此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，就会报错了：
Docker如何解决不同系统环境的问题？
- Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
- Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的Linux内核来运行
如图：
1.1.4.小结
Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？
- Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
- Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离
Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？
- Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行
Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术，具备下列优势：
- 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
- 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
- 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷
1.2.Docker和虚拟机的区别
Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前我们接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用。
两者有什么差异呢？
虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。
Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统，如图：
对比来看：
小结：
Docker和虚拟机的差异：
- docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
- docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般
1.3.Docker架构
1.3.1.镜像和容器
Docker中有几个重要的概念：
镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。
一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。
而镜像，就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。
容器呢，就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许，形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。
例如你下载了一个QQ，如果我们将QQ在磁盘上的运行文件及其运行的操作系统依赖打包，形成QQ镜像。然后你可以启动多次，双开、甚至三开QQ，跟多个妹子聊天。
1.3.2.DockerHub
开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。
- DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
- 国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。
我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：
1.3.3.Docker架构
我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。
Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：
- 服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
- 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。
如图：
1.3.4.小结
镜像：
- 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起
容器：
- 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器
Docker结构：
- 服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器
- 客户端：发送命令或者请求到Docker服务端
DockerHub：
- 一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry1.4.安装Docker
二、 Kubernetes的概念
Kubernetes(k8s)是一个基于容器技术的的分布式架构解决方案，是Google开源的容器集群管理系统，Google内部称为Borg,主要用于自动部署、扩展和管理容器化的应用程序，是以Docer为基础的分布式系统架构。 Kubernetes可以对分布式系统进行完美的支撑，它具备完善的集群控制能力，内建有智能的负载均衡器，拥有强大的故障发现和自我修复能力。同时还针对开发、部署测试、运维监控等提供了完善的管理工具。
Kubernetes的核心思想是：一切以服务为中心，根据这一核心思想，Kubernetes可以让在其上构建的系统独立运行在物理机、虚拟机群或者云上，所以，Service（服务）是Kubernetes进行分布式集群构建的核心，必须拥有如下关键特征：
- 拥有一个唯一指定的名称。
- 拥有一个虚拟IP和端口。
- 能够提供某种远程服务能力。
- 可以被映射到提供这种远程服务能力的一组容器应用上。
三、Kubernetes的术语
3.1 Master
Kubernetes的集群控制节点，负责整个集群的管理和控制，拥有一个etcd服务，用来保存所有资源对象的数据，我们执行的所有控制命令会发给他，他负责具体的执行过程，Master节点通常会独占一个服务器，在其上会运行以上一组关键的进程：
- Kubernetes API Server:提供Http Rest接口的关键服务进程，是Kubernetes中增、删、改、查等操作的唯一入口，是集群控制的入口进程。
- Kubernetes Controller Manager:Kubernetes中所有资源对象的自动化控制中心。
- Kubernetes Scheduler:负责资源调度的进程。
3.2 Node
Kubernetes集群中的其他机器被称为Node节点，Node节点可以是一台物理主机，也可以是一台虚拟机，每个Node节点会被Master节点分配一些负载，所以Node节点是Kubernetes集群中工作负载节点，当某个Node节点宕机时，工作负载会被Master自动转移到其他节点。Node节点之上会运行一组关键进程：
- kubelet:负责Pod对应容器的创建，启动、停止等任务。
- kube-proxy:实现Kubernetes Service通讯与负载均衡机制的重要组件。
- Docker Engine:Docker引擎，负责容器的创建和管理
3.3 Pod
Pod是Kurbernetes进行创建、调度和管理的最小单位，Pod运行在Node节点之上，其中包含多个业务容器，这些业务容器之间共享网络命名空间、Ip地址、端口，可以通过localhost进行通讯。Pod有两种类型：普通Pod和静态Pod。
3.4 Replication Controller
Kurbernetes用来管理和保证集群中拥有的Pod。
四、 Kubernetes的架构
Kubernetes的一切都是基于分布式的，下面这张图就是Kubernetes的架构图
通过这张架构图我们发现Kurbernetes主要由以下几个核心组件组成：
- Etcd:保存整个集群的状态。
- API Server:提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制，是资源操作的唯一入口。
- Kurbernetes Controller：负责维护集群的状态。
- Scheduler：负责资源的调度。
- **kubelet**：负责维护容器的生命周期，同时管理Volume和网络。
- Container：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行。
- kube-proxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡。
docker安装部署手册
十分钟学会用docker部署微服务 - 知乎 (zhihu.com)
史上最全Docker环境安装指南 - 知乎 (zhihu.com) （docker 安装）