第十五篇：《Docker 与 Kubernetes 集成：从 Swarm 到 K8s 的迁移》

Docker Swarm 简单易用，但 Kubernetes（K8s）已成为容器编排的事实标准，拥有更丰富的生态和更强的扩展性。如果你已经从 Swarm 起步，现在考虑迁移到 K8s，本文将为你梳理核心概念对比、迁移步骤，以及使用 kompose 工具转换 Compose 文件的方法。同时，我们也会讨论 Docker 作为容器运行时在 K8s 中的演进（CRI 接口）。

一、Docker Swarm vs Kubernetes：核心差异

选择建议：

如果你已有 Swarm 并且运行良好，不需要复杂的自动伸缩、服务网格、多云部署，继续使用 Swarm 也足够。

如果需要更细粒度的策略、庞大的社区支持、跨云部署，或者招聘方便，K8s 是更好的选择。

二、从 Docker Compose 到 Kubernetes：使用 kompose

许多 Swarm 用户使用 docker-compose.yml 定义应用。kompose 工具可以将 Compose 文件转换为 K8s 资源 YAML。

2.1 安装 kompose

bash 复制代码

# Linux
curl -L https://github.com/kubernetes/kompose/releases/download/v1.31.2/kompose-linux-amd64 -o kompose
chmod +x kompose
sudo mv kompose /usr/local/bin/

# macOS
brew install kompose

2.2 转换示例

假设有 docker-compose.yml：

yaml 复制代码

version: '3'
services:
  web:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "8080:80"
  redis:
    image: redis:alpine

运行转换：

bash 复制代码

kompose convert

生成文件：web-deployment.yaml, web-service.yaml, redis-deployment.yaml, redis-service.yaml。

2.3 直接部署到 K8s

bash 复制代码

kompose up

这会转换并应用资源到当前 K8s 集群（需要预先配置好 kubectl）。

注意：kompose 不是万能的，某些 Compose 特性（如 depends_on、healthcheck 的部分参数）映射不完美，需要手动调整。

三、核心概念映射对照表

四、迁移步骤示例：WordPress 从 Swarm 到 K8s
原 Swarm stack.yml（简化）：

yaml 复制代码

version: '3.8'
services:
  wordpress:
    image: wordpress:latest
    ports:
      - "80:80"
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: mysql:3306
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: secret
  mysql:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
    volumes:
      - mysql-data:/var/lib/mysql
volumes:
  mysql-data:

K8s 迁移步骤：

创建 Namespace（可选）：

bash 复制代码

kubectl create namespace wordpress

创建 Secret 存储密码：

bash 复制代码

kubectl create secret generic mysql-pass --from-literal=password=secret -n wordpress

创建 MySQL Deployment 和 Service（mysql.yaml）：

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  namespace: wordpress
spec:
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
  namespace: wordpress
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:8.0
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-pass
              key: password
        volumeMounts:
        - name: mysql-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pvc
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pvc
  namespace: wordpress
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

创建 WordPress Deployment 和 Service（wordpress.yaml）：

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: wordpress
  namespace: wordpress
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      nodePort: 30080
  selector:
    app: wordpress
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: wordpress
  namespace: wordpress
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: wordpress
  template:
    metadata:
      labels:
        app: wordpress
    spec:
      containers:
      - name: wordpress
        image: wordpress:latest
        ports:
          - containerPort: 80
        env:
        - name: WORDPRESS_DB_HOST
          value: mysql:3306
        - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-pass
              key: password

部署到 K8s：

bash 复制代码

kubectl apply -f mysql.yaml
kubectl apply -f wordpress.yaml

访问：http://:30080

五、Docker 作为 Kubernetes 运行时的变迁

早期 K8s 通过 dockershim 直接与 Docker Engine 通信。但自 K8s 1.20 起，官方逐步弃用 dockershim，推荐使用符合 CRI（容器运行时接口）的运行时，如 containerd（K8s 1.24+ 默认不再支持 dockershim）。

对用户的影响：

如果你的集群使用 containerd（或 cri-o），仍然可以运行 Docker 构建的镜像，因为镜像是 OCI 标准格式。

你依然可以在开发环境中使用 Docker 构建镜像，只需将镜像推送到仓库，K8s 从中拉取。

docker 命令行工具仍然可用于本地构建和调试。

六、迁移的最佳实践

从开发和测试环境开始：先将非核心应用迁移到 K8s，积累经验。

使用 Helm 打包应用：Helm Charts 类似 Compose，但更强大，支持模板化配置。

拥抱 GitOps：将 K8s 资源清单存入 Git，使用 ArgoCD 或 Flux 自动化部署。

替换存储：Swarm 的本地卷迁移到 K8s 需要 CSI 或云存储（如 AWS EBS、GCE Persistent Disk）。

网络策略：K8s 默认所有 Pod 互通，如需隔离，配置 NetworkPolicy（需要 CNI 支持）。

日志和监控：部署 EFK（Elasticsearch-Fluentd-Kibana）或 Prometheus + Grafana。

七、小结

从 Swarm 迁移到 K8s 需要学习曲线，但能带来更强大的生态和扩展性。kompose 可以辅助转换，但复杂场景仍需手动调整。记住：K8s 并非万能，适合规模和需求增长后的场景。