同事一个比喻,让我搞懂了Docker和k8s的核心概念

Docker 和 K8s 的核心概念,用"快照"这个比喻就够了

前几天让同事帮忙部署服务,顺嘴问了句"Docker 和 K8s 到底是啥"。

其实这俩概念我以前看过,知道是"打包完整环境、到处运行",但一直停留在似懂非懂的状态。镜像、容器、Pod、集群、节点......这些词都见过,就是串不起来。

同事给我讲了一个非常直观的比喻,一下就通了:

镜像:一个打包好的系统快照

Docker 镜像可以理解成一个系统快照,里面包含了:

  • 操作系统(比如 Debian、Alpine)
  • 运行时环境(比如 Python 3.11、Node 20)
  • 所有依赖包
  • 你的代码
  • 配置文件

这个快照是静态的、只读的,就像一张光盘------刻好了就不会变。

容器:运行起来的快照

容器就是把镜像跑起来。

arduino 复制代码
镜像(静态快照) --docker run--> 容器(运行中的进程)

容器是动态的、可写的,可以往里面写文件、改配置。但一旦容器销毁,这些改动就没了(除非你挂载了外部存储)。

一个镜像可以同时跑多个容器,就像一张光盘可以装到多台电脑上。

Dockerfile 和 docker-compose

搞清楚镜像和容器的关系后,这两个东西就好理解了:

  • Dockerfile:定义如何构建镜像的配方
  • docker-compose:定义如何运行一组容器
flowchart LR A["Dockerfile
(配方)"] -->|docker build| B["Image
(镜像/快照)"] B -->|docker run
docker-compose up| C["Container
(容器/运行态)"]

举个例子,你写了个 Python 服务:

dockerfile 复制代码
# Dockerfile
FROM python:3.11-slim
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .
CMD ["python", "main.py"]

这个 Dockerfile 就是一份配方,告诉 Docker:

  1. 基于 Python 3.11 的官方镜像
  2. 把依赖装好
  3. 把代码复制进去
  4. 启动时运行 python main.py

执行 docker build 就会按这个配方生成一个镜像。

为什么说"到处运行"

Docker 的核心价值就是解决"我这能跑,你那跑不了"的问题。

以前部署服务,你得操心:服务器是什么系统?装的什么版本的 Python?依赖库版本对不对?环境变量配了没?

现在有了 Docker,这些都打包进镜像了。不管你的服务器是 Ubuntu、CentOS 还是 Debian,只要装了 Docker,同一个镜像都能跑出一样的结果。

Pod:K8s 调度的最小单元

到了 Kubernetes 这一层,又多了一个概念:Pod

Pod 是 K8s 定义的概念,是集群调度的最小单元。一个 Pod 里面可以有一个或多个容器。

你可能会问:为什么不直接调度容器,还要多一层 Pod?

因为有些场景下,几个容器需要紧密配合。比如一个主服务容器 + 一个日志收集容器,它们需要:

  • 共享网络(用 localhost 通信)
  • 共享存储(访问同一个目录)
  • 一起启动、一起销毁

把它们放在一个 Pod 里,K8s 就会把它们调度到同一台机器上,共享资源。

不过大多数情况下,一个 Pod 就放一个容器。微服务架构下,每个服务就是一个 Pod:

flowchart TB subgraph Cluster["K8s 集群"] subgraph Node1["节点 1"] PodA["Pod A
用户服务"] PodB["Pod B
订单服务"] end subgraph Node2["节点 2"] PodC["Pod C
支付服务"] PodD["Pod D
网关服务"] end end

K8s 干的事情

K8s 负责管理这些 Pod:

  • 调度:决定 Pod 跑在哪个节点上
  • 扩缩容:流量大了自动多启几个 Pod,流量小了缩回去
  • 自愈:Pod 挂了自动重启
  • 网络:打通各个 Pod 之间的通信
  • 存储:管理持久化存储

说白了,Docker 解决的是"打包和运行"的问题,K8s 解决的是"大规模部署和管理"的问题。

一台机器跑几个容器,手动管理就行。但当你有几十台机器、几百个容器的时候,就需要 K8s 这样的编排工具来帮你自动化处理。

复制代码
Dockerfile → Image → Container → Pod → Node → Cluster
   配方       快照     运行态     调度单元   机器    集群

概念不难,难的是实际操作中的各种坑。但只要这个基础模型搞清楚了,遇到问题知道往哪个层面去排查就行。


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