kubernetes|图文并茂！带你深度解析Kubernetes docker|操作系统|Google

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来源公众号：腾讯云开发者 / 原文链接

导语 |在云原生技术发展的浪潮之中， Kubernetes作为容器编排领域的事实标准和云原生领域的关键项目，其诞生与完善有着对应的技术历史背景，了解这个过程，对于系统的理解Kubernetes的核心思想、架构设计、实现原理等会很有帮助。
在云原生技术发展的浪潮之中， Kubernetes伴随着容器技术的发展，成为了目前云时代的操作系统。 Kubernetes作为容器编排领域的事实标准和云原生领域的关键项目，已经是云原生时代工程师最需要理解与实践的核心技术。
但技术的发展从来都不是一蹴而就， Kubernetes的诞生与完善也有其对应的技术历史背景，了解其诞生与发展的过程，对于更加系统的理解其核心思想、架构设计、实现原理等内容会大有帮助。因此，本文从Kubernetes的诞生背景与Why Kubernetes两个方面，来完成对Kubernetes的概述。
一、Kubernetes诞生背景
如果要了解Kubernetes的诞生，就绕不开整个云计算的发展历程。了解了云计算的发展的过程，就会明白， Kubernetes是云计算发展到一定程度的必然产物。
（一）云计算发展历程云计算发展历程的时间轴如下图所示，从物理机过渡到传统的IaaS阶段，进而发展为早期的PaaS ，直至发展到如今的基于Kubernetes架构的新兴PaaS平台。

用户使用资源的形态也由早期的物理机过渡到虚拟机，再进化到目前更轻量的Docker容器。本质上云计算实现的关键突破就在于资源使用方式的改变，其最初解决的核心的问题就是应用的托管即应用部署与管理问题。
（二）早期物理机时代云计算之前，开发者如需部署管理服务，需要根据需求，进行配置、管理与运维物理机。整体上维护困难，成本高昂，重复劳动，风险随机。以至于当年流传着运维的传统艺能：上线拜祖，如下图所示：

在那个时代，应用部署与管理面临着以下诸多问题：

硬件、机房等维护成本高。各个团队独立搭建机群、运维机器。

应用部署、迁移、修复困难。缺少统一的部署发布平台；面对突发情况，缺少自动化工具，排查解决问题依赖人工，低效且成本巨大。

资源利用率低。物理机的平均资源率不到10% ，有的甚至在5%左右，造成了资源的巨大浪费。

应用隔离性差。多业务混部在一台机器时，会产生干扰。例如：当某一应用资源使用率突然提升，会抢占其他应用的可用资源。

（三）IaaS平台Infrastructure as a service (IaaS) 基础设施即服务，用户可以按需去申请基础设施资源（包括：计算、存储、网络）。
IaaS商业化道路上的一个标志性事件：2006年AWS推出了EC2（亚马逊弹性云端运算），其基于Xen虚拟化技术，用户可以在web界面上配置、获取虚拟机资源，部署应用。通过规模化来降低边际成本。

虚拟化技术

IaaS的底层核心技术是虚拟化技术。虚拟化技术是一种资源关联技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、存储等，进行抽象、整合、管理与再分配的一种技术。最常用的一种方案是基于虚拟机（Hypervisor-based）的虚拟化实现。其通过一个软件层的封装，提供和物理硬件相同的输入输出表现，实现了操作系统和计算机硬件的解耦，将OS和计算机从一对一转变为多对多（实际上是一对多）的关系。该软件层称为虚拟机管理器（VMM/Hypervisor），它分为两大类：裸金属架构、宿主机架构。