云原生技术栈解析：宿主机、容器、Docker、Kubernetes 之间的区别于联系
我们可以用一个生动的比喻来开始，这有助于理解它们之间的关系：
运输行业的比喻：
- 宿主机 ：就像是一台物理的货运卡车，它拥有自己的发动机、底盘和货箱。
- 容器 ：就像是卡车上的一个个标准尺寸的集装箱。每个集装箱内部都打包了不同的货物（应用及其依赖），并且相互隔离。
- Docker ：就像是制造和打包集装箱的标准化工厂。它负责将货物（应用）高效、标准地装进集装箱（容器镜像），并能在卡车上启动集装箱（运行容器）。
- Kubernetes ：就像是整个物流调度系统。它管理着一个庞大的车队（宿主机集群），决定哪个集装箱（容器）应该放在哪辆卡车（宿主机）上，如何规划路线（网络），如何扩容缩容（调度），以及确保某个卡车坏了之后，上面的集装箱能自动转移到其他卡车上（自愈）。
1. 宿主机
- 定义：指物理服务器或者虚拟机（VM），是承载操作系统和应用程序的实体计算机。它提供了CPU、内存、硬盘、网络等基础计算资源。
- 角色 ：是所有上层技术（虚拟机、容器）运行的物理基础。
- 在容器技术中的角色：宿主机是安装并运行容器引擎（如 Docker）的服务器。容器直接运行在宿主机的内核之上。
2. 容器
- 定义 ：容器是一种轻量级、可移植的软件打包技术，它将应用程序及其所有依赖项（库、框架、运行时环境等）打包在一起。
- 核心特性 ：
- 隔离性：通过 Linux 内核的 Namespace 和 Cgroups 等技术，为进程提供独立的运行环境，包括文件系统、网络、进程树等，使其看起来像是一个独立的操作系统。
- 轻量级：与虚拟机不同，容器不需要模拟整个操作系统，而是与宿主机共享内核，因此启动极快、资源开销极小。
- 可移植性：保证了"一次构建，处处运行"，因为在任何支持容器的环境中，应用的运行环境都是一致的。
- 角色 ：是应用的标准化交付物和运行实例。
3. Docker
- 定义 ：Docker 是最流行的容器化平台，它提供了一整套工具来创建、分发和运行容器。
- 核心组件 ：
- Docker Daemon（docker 守护进程）：守护进程，负责构建、运行和管理容器。
- Docker Client：命令行工具，用户通过它与 Daemon 交互。
- Docker Image（docker镜像） ：容器的模板，是一个只读的文件层。我们通过镜像来创建容器。
- Dockerfile：一个文本文件，包含了构建一个镜像所需的所有指令（如基础镜像、复制文件、安装依赖、启动命令等）。
- 角色 ：是容器的引擎和生态系统。它让容器的使用变得简单和标准化。可以说，Docker 普及了容器技术。
4. Kubernetes
- 定义 ：Kubernetes（常简称为 K8s）是一个开源的容器编排系统，用于自动化容器化应用的部署、扩展和管理。
- 核心功能 ：
- 服务发现与负载均衡：自动将流量分发到多个容器实例。
- 存储编排：自动挂载存储系统（如本地存储、云存储）。
- 自动部署和回滚：可以控制应用的部署速度和版本，出现问题能一键回滚。
- 自动扩缩容：根据 CPU 使用率或自定义指标，自动增加或减少容器实例的数量。
- 自我修复：当容器失败时，它会自动重启容器；当节点（宿主机）宕机时，它会重新调度该节点上的容器到其他健康节点上运行。
- 角色 ：是管理大规模容器集群的大脑。当你的应用从几个容器扩展到成百上千个容器时，手动管理是不可能的，Kubernetes 就变得至关重要。
区别与联系总结
| 特性 | 宿主机 | 容器 | Docker | Kubernetes |
|---|---|---|---|---|
| 本质 | 物理/虚拟硬件资源 | 隔离的进程 | 容器化平台/引擎 | 容器编排系统 |
| 层级 | 最底层，基础设施 | 运行在宿主机上 | 运行在宿主机上，用于管理容器 | 运行在宿主机集群之上，管理 Docker 和容器 |
| 核心关注点 | 提供计算资源 | 应用打包与隔离 | 构建、分发、运行单个容器 | 集群管理、调度、高可用、弹性伸缩 |
| 管理规模 | 单台机器 | 单个或少量应用 | 单台机器上的多个容器 | 成百上千台机器和容器 |
| 关系 | 为 Docker 提供运行环境 | 是 Docker 管理的对象 | 依赖于宿主机 ，创建和运行容器 | 不直接依赖 Docker （可以使用其他容器运行时，如 containerd），但管理和调度由 Docker 创建的容器 |
联系（工作流程）：
- 开发人员 使用 Docker 定义
Dockerfile，并构建出容器镜像。 - 这个镜像被推送到镜像仓库（如 Docker Hub）。
- 运维/DevOps 工程师 在由多台宿主机 组成的集群上部署 Kubernetes。
- 他们通过一个 YAML 配置文件告诉 Kubernetes："请运行我这个应用的 5 个实例，并暴露一个服务"。
- Kubernetes 的调度器（Scheduler）会从镜像仓库拉取镜像，并根据各台宿主机的资源情况，选择最合适的节点。
- 在这些选定的宿主机 上，Kubernetes 通过其节点上的容器运行时 （过去通常是 Docker，现在更常见的是 containerd 或 CRI-O）来创建并启动容器。
- Kubernetes 持续监控所有这些容器的状态，确保始终有 5 个健康的实例在运行。
结论
- 宿主机是地基。
- 容器是在地基上建的标准化房间（里面住着应用）。
- Docker 是建造和启动这些房间的工具和标准。
- Kubernetes 是管理一个由无数地基和房间组成的摩天大楼的智能物业系统。
它们四者环环相扣，共同构成了现代云原生应用的技术基石。