一分钟简单了解docker和kubernetes

先放一组简单的对应关系，下面分类并没有严格划分，重量级是指os级别的虚拟化，轻量级是指进程虚拟化

	重量级	轻量级
服务及包含服务的系统	Xen、kvm、VMware	docker
调度服务平台	OpenStack、OpenShift、VMware vSphere	kubernetes、swarm

namespace和cgroup

Xen、kvm、qemu虚拟机能做到环境隔离，资源限制，对于linux内核来说也实现了这2个功能： 1.linux内核的资源隔离:namespace

（man namespace查看文档）仅是一个系统调用，轻量级进程虚拟化，隔离进程，使期进程与其他进程有不同的系统视图。可以隔离的资源有：挂载磁盘、进程pid、网络、ipc(进程间通信)、hostname、user

2.linux内核对资源限制:cgroup

cgroup对cpu/memory/network/disk等资源限制，systemd默认挂载在/sys/fs/cgroup 目录

cgroup是一个资源管理解决方案，提供通用的流程分组框架。cgroup使用虚拟文件系统vfs，并不是持久化存储。所有cgroups操作都是通过文件系统操作（创建/删除目录，读取/写入其中的文件，安装/挂载选项）来执行的。就是说cgroup需要一个子系统，而子系统用到vfs，所以首先要挂载，挂载目录可以是随便一个，systemd默认在/sys/fs/cgroup目录，查看系统使用的cgroup：

cat /proc/mounts | grep cgroup

有了namespace和cgroup催化了容器技术的发展，于是生成了linux服务器下原生的lxc

lxc

再说说lxc，lxc(Linux Container)是一种内核虚拟化技术，可以提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源用namespace隔离资源，用cgroup限制资源使用(yum install lxc 安装)。

lxc是一种操作系统层虚拟化（Operating system–level virtualization）技术，为Linux内核容器功能的一个用户空间接口。它将应用软件系统打包成一个软件容器（Container），内含应用软件本身的代码，以及所需要的操作系统核心和库。透过统一的名字空间和共享API来分配不同软件容器的可用硬件资源，创造出应用程序的独立沙箱运行环境，使得Linux用户可以容易的创建和管理系统或应用容器。

在Linux内核中，提供了cgroups功能，来达成资源的区隔化。它同时也提供了名称空间区隔化的功能，使应用程序看到的操作系统环境被区隔成独立区间，包括行程树，网络，用户id，以及挂载的文件系统。但是cgroups并不一定需要引导任何虚拟机。

LXC利用cgroups与名称空间的功能，提供应用软件一个独立的操作系统环境。LXC不需要Hypervisor这个软件层，软件容器（Container）本身极为轻量化，提升了创建虚拟机的速度。软件Docker被用来管理LXC的环境。（以上3截内容来自维基百科）

lxc就是一个虚拟机，直接运行在内核上，功能是全的，不过这个用起来有些简陋，把lxc这个产品包装一下，变为更易用，方便管理的服务，就诞生了—-docker

docker

docker简单说分2部分，由docker控制镜像的创建、运行、销毁 1.docker运行控制 2.docker镜像

docker运行控制即服务的create、execute、start、kill、stop、destroy、monitor docker镜像是一个带有服务的完整系统，由Dockerfile文件中指令生成，分层(步骤)生成的运行指定命令的操作系统。一般来说一个docker镜像只运行一个服务

docker完成了控制一套完整系统(docker 镜像)的运行，和Xen、kvm对虚拟机的管理一样

Docker现在已经开发了他们自己的直接使用核心namespaces和cgroup的工具：libcontainer。分层容器 Docker最开始是基于LXC对Aufs的支持来建立分层容器，因为Aufs可能无法被合并到核心中，所以现在对Brtfs、设备映射和覆盖也添加支持， Docker容器技术是由基底镜像构成，当提交变成Docker镜像的时候会再加上一个分层面板。当运行一个镜像的时候，它的复本就作为容器被启动了，在提交之前，它的任何数据都只是暂时的。每一个提交都是一个独立的镜像，所以可以从镜像开始

LXC是一种容器技术，它为您提供了轻量级的Linux容器，Docker是一个基于容器的单一应用程序虚拟化引擎。

再来说对虚拟机的调度，OpenStack就是对虚拟机调度平台，只是偏重量级而kubernetes服务编排系统更轻量级、灵活、简单

kubernetes

kubernetes分为4部分： 1.api(etcd数据库) 2.任务调度 3.资源调度 4.客户端kubelet

API: k8s集群所有信息都是存在etcd KV数据库中，用来存储所有 Kubernetes 的集群状态的，它除了具备状态存储的功能，还有事件监听和订阅、Leader 选举的功能，所谓事件监听和订阅，各个其他组件通信，都并不是互相调用 API 来完成的，而是把状态写入 etcd（相当于写入一个消息），其他组件通过监听 etcd 的状态的的变化（相当于订阅消息），然后做后续的处理，再一次把更新的数据写入 etcd，由api server RESTFul 接口接收、发送相应请求，读取、写入etcd

任务调度：Controller Manager, docker的生命周期管理，服务发现，路由，扩展，垃圾回收等操作, 比如 Deployment 、Deamon Set 或者 Job，每一个任务请求发送给Kubernetes 之后，都是由 Controller Manager 来处理的

资源调度：根据资源可用性调度服务，限制某节点允许或禁止运行等，把pod调用到适合的node节点

kubelet客户端：节点的守护进程，监听 etcd 中的 Pod 信息，定期向主节点汇报资源使用情况，确保运行的服务是任务调度的期望状态

k8s集群并没有提供原生的dns、存储、网络、日志收集、监控报警等功能，是通过外部接口实现，所以在k8s集群安装完成后，再安装附件add-on

从linux内核namespace和cgroup功能衍生出容器这个产品，并由谷歌做出kubernetes平台负责对容器的调度，简单的关系就是这样

2019年06月14日于 linux工匠发表